[發(fā)明專利]一種重組菌及其構(gòu)建與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110277669.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN113106113B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳奕瑞;白圣凱;謝薇;李潮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汕頭大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/74
• 分類號(hào): C12N15/74;C12N15/56;C12N1/21;C12P7/16;C12R1/145
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 朱繼超

本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種重組菌及其構(gòu)建與應(yīng)用。該重組菌包含重組質(zhì)粒，重組質(zhì)粒包含如下基因片段：瓊膠酶基因、基因簇和新瓊二糖水解酶基因。該重組菌通過將瓊膠酶系導(dǎo)入梭菌并實(shí)現(xiàn)其分泌性表達(dá)，首次在梭菌中搭建瓊膠酶的細(xì)胞外表達(dá)的體系，同時(shí)，提高了其直接利用瓊膠多糖轉(zhuǎn)化生物丁醇的能力；該重組菌通過將生物質(zhì)酶解與丁醇發(fā)酵相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)酶解與發(fā)酵的同步進(jìn)行，不僅賦予野生型產(chǎn)溶劑梭菌原本沒有的降解瓊膠多糖的能力，也解決了酶解過程的反饋抑制作用，大大簡(jiǎn)化步驟和降低生產(chǎn)成本，效果也明顯優(yōu)于體外酶的物理混合處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種重組菌及其構(gòu)建與應(yīng)用。

背景技術(shù)

伴隨當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人類對(duì)能源的需求日益增加，然而石油、天然氣等不可再生的化石燃料能源不僅面臨枯竭的危險(xiǎn)，其開采和利用過程對(duì)環(huán)境污染的影響也同樣不容忽視，因此，開發(fā)和利用新能源成為當(dāng)前應(yīng)對(duì)能源問題的迫切需求。生物燃料以其可循環(huán)性、環(huán)保性及可再生等優(yōu)點(diǎn)，已成為替代化石燃料的最佳選擇，而生物丁醇作為生物燃料的一員，以其低蒸發(fā)，高熱值和低腐蝕性，可通過管道進(jìn)行運(yùn)輸，且燃燒后不產(chǎn)生氮化物和硫化物等諸多優(yōu)勢(shì)優(yōu)點(diǎn)，成為了繼生物乙醇后的又一種新型的極富潛力的燃油替代品。目前，傳統(tǒng)的生物丁醇發(fā)酵過程通常依賴人類可食用糧食作為原材料，如玉米、大豆等，這將不可避免地引發(fā)“與人爭(zhēng)糧、與畜爭(zhēng)食”的問題，而現(xiàn)階段正在逐步開發(fā)的以木質(zhì)纖維素材料作為原料的第二代生物質(zhì)，則需要復(fù)雜的前處理工藝，在很大程度也增加了丁醇發(fā)酵的生產(chǎn)成本。為了實(shí)現(xiàn)向低原材料成本的經(jīng)濟(jì)型發(fā)酵工藝轉(zhuǎn)換，尋找廉價(jià)的非糧食依賴型生物質(zhì)資源則將是解決這一問題的關(guān)鍵。

相對(duì)于陸地資源，海洋生物資源極其豐富且具有可再生的特性。中國(guó)海岸線長(zhǎng)，沿海擁有大量的可利用藻類資源，富含多糖類物質(zhì)，并具備其他陸生原料所沒有的優(yōu)勢(shì)如高光合效率、高生物量產(chǎn)值，不會(huì)和農(nóng)作物競(jìng)爭(zhēng)耕地、淡水資源，可在各種水域生活，顯著吸收二氧化碳。此外，缺乏木質(zhì)素和極少量的半纖維素等特點(diǎn)，進(jìn)一步促使藻類生物質(zhì)成為酶促水解的成功候選者，這也能極大提高了其發(fā)酵轉(zhuǎn)化效率；若能建立高效體系實(shí)現(xiàn)利用藻類為原料轉(zhuǎn)化生物燃料物質(zhì)如生物丁醇的過程，將能有效緩解當(dāng)前影響全球的能源危機(jī)及環(huán)境問題。但迄今為止未見相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明第一方面的目的，在于提供一種重組質(zhì)粒。

本發(fā)明第二方面的目的，在于提供本發(fā)明第一方面的重組質(zhì)粒的構(gòu)建方法。

本發(fā)明第三方面的目的，在于提供一種包含本發(fā)明第一方面的重組質(zhì)粒的重組菌。

本發(fā)明第四方面的目的，在于提供本發(fā)明第三方面的重組菌在制備生物丁醇中的應(yīng)用。

本發(fā)明第五方面的目的，在于提供一種生物丁醇的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種重組質(zhì)粒，包含如下基因片段：瓊膠酶基因和新瓊二糖水解酶基因。

優(yōu)選地，所述瓊膠酶基因的序列如SEQ ID NO.7所示。

優(yōu)選地，所述新瓊二糖水解酶基因的序列如SEQ ID NO.8所示。

優(yōu)選地，所述重組質(zhì)粒還包含如下基因片段：基因簇。

優(yōu)選地，所述基因簇的序列如SEQ ID NO.9所示。

優(yōu)選地，所述重組質(zhì)粒以穿梭質(zhì)粒為基礎(chǔ)質(zhì)粒；進(jìn)一步地，所述重組質(zhì)粒以大腸桿菌-梭菌穿梭質(zhì)粒為基礎(chǔ)質(zhì)粒；更進(jìn)一步地，所述重組質(zhì)粒以pMTL83353為基礎(chǔ)質(zhì)粒。

優(yōu)選地，所述重組質(zhì)粒的序列如SEQ ID NO.13所示。