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发酵木糖产乙醇的休哈塔假丝酵母诱变育种研究

作　者: 王轶男
导　师: 平文祥
学　校: 黑龙江大学
专　业: 微生物学
关键词: 物理诱变 NTG诱变 休哈塔假丝酵母 木糖乙醇发酵
分类号: TQ223.122
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


木糖的乙醇发酵一直被人们视为木质纤维原料生物转化产生乙醇的关键因素,选育出乙醇产量较高的木糖发酵菌株,以提高木糖的转化率及乙醇得率,是利用木质纤维素原料生产燃料乙醇的基础。本论文利用各种物理诱变因子及化学诱变方法对休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)HDYXHT-01进行诱变育种,筛选出一株能够高效利用木糖、乙醇得率高的菌株。本文研究了休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)HDYXHT-01各种物理诱变剂量和致死率、正变率的关系,三种物理诱变方法对其发酵木糖产乙醇的能力均有影响,将这三种物理诱变方法诱变后的高产乙醇菌株传代10次后,再次发酵测定其乙醇产量及乙醇得率,其中He-Ne激光诱变效果最为明显,得到突变株HN-3的乙醇得率为0.3828g／g,产乙醇量为18.49g／L,原始菌株HDYXHT-01的乙醇产量为1531g／L,相比提高了17.20%。将HN-3进行NTG诱变,诱变剂量为NTG终浓度0.4mg／mL、诱变时间15min,致死率为75.83%,正变率为39.47%。TTC双层平板法筛选得到9株颜色较深的突变株,发酵木糖后利用高效液相色谱法测定其乙醇产量及木糖利用量,得到突变株NTG-2的乙醇产量最高,达到24.20g／L,而出发菌株HN-3的乙醇产量为21.00g／L,相比提高13.20%；NTG-2的乙醇得率为0.4375g／g,与出发菌株HN-3相比分别提高了13.37%。采用连续传代的方法研究了NTG-2菌株的遗传稳定性,结果表明,连续传代10次后,菌株发酵性能与初代菌株相比无明显变化。摇瓶发酵NTG-2菌株48h后,测得其乙醇产量24.16g／L,木糖利用率、乙醇得率和乙醇产率分别达到69.26%,0.4360g／g和0.7075g／(L·h)。由此可见,物理诱变因子与化学诱变相结合可以有效提高休哈塔假丝酵母发酵木糖的乙醇产量,这为进一步利用该酵母进行玉米芯半纤维素水解液发酵产乙醇奠定了坚实的基础。

全文目录


中文摘要  2-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-21
  1.1 休哈塔假丝酵母概述  8-10
    1.1.1 休哈塔假丝酵母的介绍  8
    1.1.2 休哈塔假丝酵母发酵木糖及水解液产乙醇的研究  8-10
  1.2 提高菌株产乙醇能力的途径  10-15
    1.2.1 基因工程改造  10-12
    1.2.2 诱变育种  12-15
  1.3 乙醇的检测方法  15-19
    1.3.1 TTC显色法  15-17
    1.3.2 乙醇平板筛选法  17-18
    1.3.3 高效液相色谱法  18-19
  1.4 本研究的目的与意义  19-20
    1.4.1 研究目的  19
    1.4.2 研究意义  19-20
  1.5 本研究的技术路线  20
  1.6 课题资助名称  20-21
第2章 材料与方法  21-31
  2.1 实验材料  21-24
    2.1.1 供试菌种  21
    2.1.2 主要培养基  21-22
    2.1.3 主要仪器设备  22-23
    2.1.4 主要缓冲液及试剂配制  23-24
  2.2 试验方法  24-31
    2.2.1 菌株的发酵及保藏条件  24-25
    2.2.2 初筛方法的建立及验证  25-26
    2.2.3 生长曲线的绘制  26
    2.2.4 诱变处理  26-28
    2.2.5 突变株的筛选  28-30
    2.2.6 高产菌株的遗传稳定性试验  30
    2.2.7 摇瓶发酵高产菌株的试验  30
    2.2.8 统计分析  30-31
第3章 结果与分析  31-54
  3.1 标准曲线的绘制  31-33
  3.2 初筛方法的建立及验证  33-38
    3.2.1 TTC显色法的建立及验证  33-35
    3.2.2 乙醇平板筛选法的建立及验证  35-38
  3.3 生长曲线的绘制  38-39
  3.4 诱变处理  39-50
    3.4.1 种子液稀释倍数的确定  39
    3.4.2 紫外线诱变  39-42
    3.4.3 氦氖激光诱变  42-44
    3.4.4 微波诱变  44-47
    3.4.5 几种物理诱变方法的比较及利用最佳物理诱变因素筛选高产突变株  47
    3.4.6 化学诱变高产突变株  47-50
  3.5 遗传稳定性分析  50-51
  3.6 摇瓶发酵高产突变株的试验  51-53
  3.7 小结  53-54
第4章 讨论  54-58
  4.1 初筛方法的探讨  54-55
    4.1.1 TTC显色法的优缺点  54
    4.1.2 对于酿酒酵母菌W5是否可以利用木糖的探讨  54-55
  4.2 各种物理诱变因素的比较  55-56
    4.2.1 紫外线诱变  55
    4.2.2 氦氖激光诱变  55-56
    4.2.3 微波诱变  56
  4.3 突变株的木糖利用能力及产醇能力的探讨  56-57
  4.4 工作展望  57-58
第5章 结论  58-59
参考文献  59-66
致谢  66-67

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 脂肪族化合物（无环化合物）的生产 > 脂肪族醇（醇、羟基化合物）及其衍生物 > 脂肪族醇 > 饱和一元醇 > 乙醇（酒精）
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