[發明專利]一種基于全基因組信息學分析定向篩選角鯊烯菌株的方法

有效

• 申請號: 201810535693.2
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108753616B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 楊帆;劉延峰;陳良強;胡光源;林琳;王和玉;王莉;陳堅
• 申請（專利權）人: 貴州茅臺酒股份有限公司
• 主分類號: C12N1/02
• 分類號: C12N1/02;C12P5/02;G16B30/00;G16B50/00;C12R1/645
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 謝敏楠

本發明屬于生物工程技術領域，涉及一種基于全基因組結合生物信息學定向篩選產目標產物菌株的方法，尤其是一種基于全基因組結合生物信息學定向篩選產角鯊烯菌株的方法。本發明基于生物信息學的方法，對角鯊烯的合成代謝途徑及關鍵基因進行分析，根據已測序完成的微生物全基因組數據，獲得具有產角鯊烯的代謝途徑和潛在能力的菌株；然后根據其代謝途徑的類別、關鍵酶特性和底物要求，針對性的設計和優化發酵培養基和發酵條件，從而定向篩選獲得產角鯊烯的目標菌株。最終獲得了醬香型白酒釀造過程中具有產角鯊烯能力的粟酒裂殖酵母。本發明可高效、定向篩選產角鯊烯菌株，對其它目標產物的篩選也同樣具有重要的指導和應用價值。

技術領域

本發明屬于生物工程技術領域，涉及一種基于全基因組結合生物信息學定向篩選產目標產物菌株的方法，尤其是一種基于全基因組結合生物信息學定向篩選產角鯊烯菌株的方法。

背景技術

角鯊烯是一種萜烯類物質，具有抗癌、抗腫瘤、抗氧化等生物活性，一直以來作為健康食品在世界各地使用，也廣泛應用于制作疫苗乳液、化妝品和機械潤滑油等方面。但由于該類物質主要存在于深海鯊魚體內，獲取困難，且會破壞自然生態環境，因此尋求角鯊烯生產的替代方法迫在眉睫。

微生物發酵生產角鯊烯是一種可行的替代方案。有文獻報道部分微生物可從頭合成角鯊烯。在中國傳統白酒中也檢測到了該類萜烯物質(應用多級液液微萃取結合氣質聯用定量白酒中的角鯊烯，分析測試學報，2017，36(4)，534-538)，這表明白酒釀造過程中可能具有合成角鯊烯的菌株存在。

現有文獻和研究對產角鯊烯菌株的篩選方法主要是通過非目標性的大量篩選，然后直接測定目標產物（高產角鯊烯類酵母Pseudozyma sp.SD 301的篩選、鑒定及發酵條件的優化，中國海洋大學，2015，王曉龍）。由于角鯊烯測定方法較為復雜，非目標性的篩選會耗費大量的時間、精力與資金。迄今為止，對酒醅中產角鯊烯菌株的篩選還未見有報道。

由于中國傳統白酒釀造是開放式的固態發酵，工藝環節復雜、參與微生物種類繁多，如何快速高效篩選產角鯊烯的目標菌株是亟待解決的一個難題。

發明內容

本發明目的之一在于提供一種基于全基因組結合生物信息學定向篩選產目標產物菌株的方法。

本發明的進一步目的在于提供一種基于全基因組結合生物信息學定向篩選產角鯊烯菌株的方法。

本發明的進一步目的在于提供一種產角鯊烯菌株的定向篩選方法。

本發明的進一步目的在于提供一種用于培養粟酒裂殖酵母合成角鯊烯的培養基。

本發明的進一步目的在于提供一種獲得角鯊烯的方法。

本發明的進一步目的在于提供一種篩選粟酒裂殖酵母的方法。

為解決以上技術問題，本發明采用的具體方案如下：

一方面，本發明提供了一種定向篩選產角鯊烯菌株的方法，其包括以下步驟：

（1）基于酒醅樣品中微生物的全基因組序列數據，對基因預測和功能注釋，得到基因注釋集合；

（2）基于數據庫收集角鯊烯合成的代謝通路信息；

（3）將（2）中找到的信息與（1）中的基因注釋集合進行比對，獲得具有角鯊烯合成代謝通路或角鯊烯合成代謝通路關鍵酶的候選菌株；

（4）根據（3）中候選菌株產角鯊烯代謝通路類型、關鍵酶和底物，設計候選菌株的培養基、優化發酵培養基和發酵條件，篩選出目標菌株。

其中，步驟（1）和步驟（2）的順序可互換，或者同時進行。

作為優選的實驗方式，步驟（1）中，微生物的全基因組序列通過第二代HiSeq測序平臺或第三代Pacbio測序平臺獲得。