[發明專利]低產桔霉素高產紅曲黃色素的基因重組紫色紅曲霉M-piy菌株及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201710076330.2
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106947705B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 蔣冬花;任浩;許楚旋
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: C12N1/15
• 分類號: C12N1/15;C12P17/18;C12R1/645
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王靜

本發明屬于微生物基因工程領域，涉及1株具有低產桔霉素高產紅曲黃色素的基因重組紫色紅曲霉M?piy菌株及其制備方法和用途。該菌株分類名稱為：紫色紅曲霉Monascus purpureus，保藏編號：CCTCC NO：M 2016627，保藏日期：2016年11月9日。本發明利用基因工程手段將潮霉素抗性基因(hph)代替紅曲霉色素相關基因(PigE)，獲得了1株低產桔霉素高產紅曲黃色素的基因工程M?piy菌株。本發明紅曲黃色素產量較野生型菌株提高了約9.6倍，達到了9232.86U/g。另外，本發明M?piy菌株較野生型菌株產桔霉素的發酵時間延遲，桔霉素含量顯著降低，為工業上紅曲霉菌種改良提供了新策略。

技術領域

本發明屬于微生物基因工程領域，涉及1株具有低產桔霉素高產紅曲黃色素的基因重組紫色紅曲霉M-piy菌株及其制備方法和用途。

背景技術

紅曲霉是我國重要的食用和藥用微生物，其發酵產生的主要次級代謝產物紅曲色素是一種重要的天然色素。紅曲色素安全性高、熱穩定性強，對蛋白的著色性好不褪色，廣泛的應用于食品加工、化妝品、保健品等行業。公認的紅曲色素有6種，分為三種色調即橙色調、黃色調和紅色調。紅曲黃色素也是重要的食用色素，約占市場需求量的60％，市售食用黃色素產品以植物提取為主，相比之下，采用微生物發酵法進行天然食用黃色素的生產，不受季節限制、原料轉化率高、成本低，是目前世界食用色素添加劑的發展趨勢。目前工業上主要利用紅曲紅色素作為著色劑；而紅曲黃色素仍然處于研究階段，開發利用少、發酵產量低、發酵工藝復雜。因此，開發低產桔霉素高產紅曲黃色素的基因重組菌株具有廣闊的應用前景，可產生顯著的經濟效益。

自Blanc等(1995)研究發現某些紅曲霉菌株能產生對人體有害的真菌毒素—桔霉素(citrinin)以來，紅曲霉相關制品的安全性一直存在著爭議，從而影響到我國紅曲產品的出口。Hajjaj等研究結果表明，桔霉素與紅曲色素同屬于聚酮類化合物，桔霉素與紅曲色素的合成開始于同一個途徑和共同的合成前體，紅曲霉色素相關基因的研究與基因工程菌株的開發有利于揭示桔霉素代謝途徑，從根本上降低桔霉素含量。

王碩等(申請號：201510589619.5)利用基因工程手段將潮霉素抗性基因替代了桔霉素合成基因簇中加氧酶基因的開放閱讀框，獲得低產桔霉素高產色素的紅曲霉基因工程菌株，該基因改造菌株與原始的野生株相比，桔霉素產量降低了96.48％，黃色素產量提高了89.9％(約6500U/g，吸收峰為410nm)，橙色素提高172.1％，紅色素提高140.6％。

常見的紅曲霉菌株發酵產生的紅曲色素基本上是紅曲紅色素、橙色素和黃色素的混合物，高效生產單一的紅曲黃色素的菌株鮮見報道。目前常見的提高紅曲黃色素產量的方法主要包括傳統的菌種選育、優化發酵條件和改良提取工藝等。傳統的育種方法主要是通過物理方法(紫外照射)和化學方法(化學誘變劑如：硫酸二乙酯、氯化鋰、亞硝基胍)誘變提高黃色素產量，這種方法存在回復突變可能性，菌株易變異易退化，工業實際應用中面臨很多挑戰。另外，僅僅依靠優化發酵條件、改良提取工藝提高紅曲黃色素產量能力有限，因此急需在了解代謝途徑和關鍵編碼基因的基礎上，借助于基因工程技術對菌種進行定向改造。

發明內容

本發明的目的是提供1種低產桔霉素高產紅曲黃色素的基因重組紫色紅曲霉M-piy菌株、用途及其發酵生產方法。