丁醇高效生產(chǎn)菌的構(gòu)建及其應用技術研究.pdf

1、21世紀以來，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，人類對石油的需求量日益增加。然而石油是一種非可再生資源，又是一種重要的戰(zhàn)略物質(zhì)，其價格也不斷攀升。隨著生物產(chǎn)業(yè)的不斷進步和發(fā)展，生物燃料的生產(chǎn)受到極大關注。生物丁醇作為一種新型生物可再生燃料，可作為汽油的替代產(chǎn)品或調(diào)和組分，具有能量密度值較高、可以和汽油以任意比例混合、可降低對環(huán)境的污染等優(yōu)點，有望成為一種應用廣泛的新型生物燃料。目前，丁醇高效生物制備技術的研究已成為生物能源領域新的研究和開發(fā)熱點，對緩

2、解全球性能源危機和環(huán)境污染，具有重要意義。發(fā)酵法生產(chǎn)丁醇用可再生資源為原材料代替不可再生資源，不僅是國家能源戰(zhàn)略的需求，也是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必行之路，有利于國家在未來的能源戰(zhàn)爭和經(jīng)濟發(fā)展中取得有利地位，因此具有良好的發(fā)展前景。
　　由于丁醇的自然發(fā)酵菌種丙酮丁醇梭菌是一種嚴格厭氧菌，且發(fā)酵周期較長，發(fā)酵時有許多副產(chǎn)物的生成，發(fā)酵原料成本約占生產(chǎn)成本的一半以上，在人口眾多的我國，容易出現(xiàn)人爭糧的問題。隨著基因工程產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，

3、科研工作者致力于構(gòu)建新型基因工程菌來表達丁醇代謝途徑。
　　基于以上原因，本研究采用合成生物學和代謝工程技術，通過丁醇合成途徑中關鍵基因的篩選、優(yōu)化和組合，構(gòu)建大腸桿菌高效丁醇生產(chǎn)菌株。首先篩選到酶活性比較高的5個關鍵酶基因AtoB，Hbd, Crt，Ter(AHCT)，Adhe2，隨后通過重組PCR技術，利用pUC18本身具有的酶切位點，構(gòu)建了含有四個丁醇表達關鍵酶基因的pUC18-AHCT質(zhì)粒，將AHCT基因和Adhe2克隆到