[發(fā)明專利]用于合成脂肪醇的構建體，載體，藍細菌，以 及在藍細菌中生產(chǎn)脂肪醇的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010213758.5
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN102311966A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 呂雪峰;談曉明;姚倫;高倩倩;齊鳳霞
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C12N15/63
• 分類號: C12N15/63;C12N15/53;C12N1/13;C12P7/02;C12R1/89
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 羅菊華

技術領域

本公開涉及可再生能源領域和生物質(zhì)能源領域。具體而言，本公開涉及用于在藍細菌中合成脂肪醇的構建體，包含所述構建體的載體，包含所述構建體或用所述載體轉化的藍細菌，以及在藍細菌中生產(chǎn)脂肪醇的方法。?

背景技術

當前，能源問題和環(huán)境問題正逐步凸顯成為制約我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。可再生生物燃料的應用被認為是解決這兩大問題的有效方式。制備生物乙醇的技術路線相對成熟，是相對容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的一種生物燃料；但是乙醇作為燃料，存在著一些缺陷：(1)能量密度低；(2)容易揮發(fā)；(3)其易溶于水所導致的一些問題，如發(fā)酵過程中對微生物毒性的增加、蒸餾分離過程中除去水相的成本過高以及運輸過程中對管道的腐蝕。而理想的生物燃料應具備高能量密度、低吸濕性、低揮發(fā)性等特點，并且具有能與現(xiàn)存發(fā)動機設備和運輸設施相兼容等的性能。最近，長鏈脂肪醇、長鏈生物烴等優(yōu)質(zhì)脂肪酸類生物燃料，引起了學術界與企業(yè)界越來越多的重視。著名合成生物學家Jay?D?Keasling教授的針對這類生物燃料的研究現(xiàn)狀及前景撰寫過綜述(Lee，S.K.等人，2008)；而且近期Nature雜志報道了JayD?Keasling教授及其合作者的最新研究成果：通過代謝工程手段成功實現(xiàn)了在大腸桿菌中合成脂肪醇和蠟脂等脂肪酸類生物燃料(Steen，E.J.等人，2010)。美國著名的生物燃料公司LS9也致力于通過基因工程?改造在大腸桿菌與釀酒酵母等微生物中生產(chǎn)這類新一代的生物燃料(Keasling，J.D.等人，2007)。因此，開展脂肪酸類生物燃料分子的生物合成與代謝調(diào)控研究，對于提高生物燃料的品質(zhì)和產(chǎn)量、推動生物燃料的應用以及應對能源和環(huán)境問題日益突出的現(xiàn)狀具有重要意義。?

目前用于生物燃料研究的微生物體系主要是以大腸桿菌和釀酒酵母為代表的異養(yǎng)微生物。藍細菌，作為新一代能源微生物系統(tǒng)正受到越來越多的關注(Angermayr，S.A.等人，2009)。在2009年中，國內(nèi)外幾個研究小組相繼在利用藍細菌生產(chǎn)生物燃料方面取得突破：中國石油大學的傅鵬程教授將來源于運動發(fā)酵單胞菌(Zymomonasmobilis)的丙酮酸脫羧酶和乙醇脫氫酶基因在集胞藻PCC6803中共表達，實現(xiàn)了太陽能到生物乙醇的轉化(產(chǎn)量為5.2mmol/OD₇₃₀/L/d)(Dexter?J.和Fu，P.，2009)；美國加州大學伯克利分校AnastasiosMelis教授的研究小組通過在集胞藻PCC6803中外源表達山葛(Pueraria?montana)的異戊二烯合成酶基因，實現(xiàn)了在藍細菌中生產(chǎn)異戊二烯(產(chǎn)量為50mg/g/d)(Lindberg，P.等人，2009)；加州大學洛杉磯分校James?C?Liao教授也發(fā)表了他們最新的研究成果：通過基因工程手段實現(xiàn)了在聚球藻PCC7942中高效生產(chǎn)異丁醛(最高產(chǎn)量為6,230μg/L/h)(Atsumi，S.等人，2009)，這項成果發(fā)表在NatureBiotechnology雜志上。2010年3月29日，PNAS雜志報道了美國亞歷桑那州立大學的一項最新的研究成果，即在集胞藻PCC6803中生產(chǎn)和分泌游離脂肪酸(Liu，X.等人，2010)。藍細菌(也稱為藍藻)是一類能夠進行植物型產(chǎn)氧光合作用的原核微生物，它作為新一代能源微生物系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢：(1)藍細菌能夠吸收太陽能、固定二氧化碳作為碳源進行自養(yǎng)生長，培養(yǎng)成本低；(2)藍細菌是一類古老的微生物，已在地球上存在了幾十億年，它們對環(huán)境適應能力強，生長迅速；(3)藍細菌遺傳操作方便，遺傳背景清晰，許多種類的基因組測序工作也已經(jīng)陸續(xù)完成，這使得利用基因工程手段改造藍細菌非常方便。其中，集胞藻(Synechocystis?sp.)PCC6803是單細胞藍細菌的代表物?種，其全基因組測序于1996年完成，是最早完成全基因組測序的光合生物，也是目前研究最多的藍細菌之一，被認為是生物燃料合成方面研究的理想的模式物種之一(Angermayr，S.A.等人，2009)。所以，以集胞藻PCC6803為研究對象開展藍細菌合成脂肪酸類生物燃料方面的基礎研究，對于開發(fā)藍細菌作為新一代能源微生物系統(tǒng)和加快推進生物燃料應用具有重要意義。?

本發(fā)明人首次成功地在藍細菌中生產(chǎn)出了脂肪醇。?

發(fā)明內(nèi)容

相關術語

藍細菌(也稱為藍藻)是一類光合自養(yǎng)的原核微生物，其能夠利用太陽能，固定二氧化碳。?