利用玉米芯水解液产苹果酸的戴尔根霉突变菌株选育及代谢分析

摘要

诱变筛选发酵玉米芯水解液高产苹果酸的根霉属菌株,并对其进行代谢分析,研究其高产苹果酸的机理.对分离得到的菌株进行ITS序列鉴定,进一步利用软X射线辐射对菌种进行诱变筛选、对出发菌株和突变菌株的相关酶活力进行测定及代谢通量分析.利用软X射线辐射结合丙烯醇平板筛选乙醇脱氢酶缺陷型菌株,得到突变株-1,发现其乙醇脱氢酶基因的3处密码子突变为“TAA”,阻断了突变菌株的乙醇代谢途径.进而利用软X射线辐射结合氟乙酸平板筛选乙醛酸循环缺陷型菌株,得到复合突变株-2,降低了副产物富马酸及琥珀酸的产量.复合突变株-2的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶中几处NADP (H)结合位点发生突变,增加了糖酵解和磷酸戊糖两种途径的相互作用,促进了其戊糖代谢.经过两步分离筛选,得到的复合突变株-2能发酵玉米芯水解液高产苹果酸,且减少了副产物乙醇、富马酸、琥珀酸的生成.复合突变株-2的苹果酸产量占代谢物总产量的比例由出发菌株的71％增加到91％,苹果酸产量增大1倍,研究成果对工业化利用突变菌株生产苹果酸具有重要意义.