转类胡萝卜素合成酶ZDS基因酵母菌株的构建及相应产物性状分析

论文摘要

本实验目的是获得能高效表达类胡萝卜素特别是β-胡萝卜素的转基因酵母菌株,并对其产物进行分析鉴定。本研究还拟对产类胡萝卜素转基因酵母进行培养条件优化及工业化代料发酵实验,从而为转基因酵母产业化生产类胡萝卜素奠定基础。以酵母表达质粒pPIC3.5 为载体,构建了外源基因ZDS 酵母表达载体pPIC3.5-ZDS,线性化表达载体后,利用电击法将外源基因ZDS整合到酵母染色体上,获得大量红色酵母菌株。分子检测,包括PCR、点杂交、SDS-PAGE 检测均证实外源基因已经整合到染色体上,并且得到高效表达。将转基因酵母菌株用YPD 培养液发酵后,发酵液呈现橘红色,表明其中可能含有大量类胡萝卜素。检测出转ZDS 基因酵母类胡萝卜素产量为684μg/g（干菌体）,β-胡萝卜素含量为285μg/g（干菌体）。高压液相分析（HPLC）法分析表明转基因酵母类胡萝卜素组成相对较简单,主要由三种成分构成,其中之一为β-胡萝卜素,但它并不是主要产物。另外2 种成分的鉴定需要进一步的试验。本实验所用基因系本室研究人员从药用黄花龙胆草果实和叶片中分离而来,具有自己的知识产权。这为本室构建大规模的高产类胡萝卜素转基因酵母体系奠定了良好的前提,避免了商业化过程中不必要的知识产权的纠纷。

论文目录

• 第一篇 文献综述
• 第一章 类胡萝卜素结构功能及相关基因的研究进展
• 1 类胡萝卜素及其分子结构
• 2 类胡萝卜素的功能
• 3 胡萝卜素的生物合成途径研究进展
• 3.1 类胡萝卜素生物合成途径
• 3.2 细菌、藻类、真菌和高等植物的类胡萝卜素代谢途径比较
• 4 类胡萝卜素合成的相关基因及其基因工程
• 4.1 类胡萝卜素合成相关基因的克隆
• 4.2 类胡萝卜素合成过程中的主要酶及基因
• 第二章 类胡萝卜素基因工程研究进展
• 1 天然类胡萝卜素的生产研究概况
• 2 植物类胡萝卜素生物合成的基因工程研究
• 3 微生物产类胡萝卜素基因工程研究进展
• 4 细菌类胡萝卜素基因工程研究进展
• 5 酵母类胡萝卜素基因工程研究进展
• 6 酵母类胡萝卜素基因工程研究的目的和意义
• 第二篇 研究内容
• 第一章 转ZDS 基因酵母表达载体的构建
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 实验方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第二章 转ZDS 基因酵母的形态学及分子生物学检测
• 1 转基因酵母的形态学鉴定
• 2 转ZDS 基因酵母的分子生物学检测
• 2.1 材料和方法
• 2.2 转ZDS 基因酵母PCR 检测
• 2.3 转基因酵母菌株基因组DNA 点杂交
• 2.4 转ZDS 基因酵母蛋白的SDS-Page 检测
• 2.5 结果与分析
• 3 讨论
• 第三章 转ZDS 基因酵母的HPLC 检测
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第四章 转ZDS 基因酵母产业化条件摸索
• 1 酵母生长条件摸索
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.3 结果
• 2 代料实验
• 2.1 代料试验
• 2.2 罐发酵
• 3 工业化模拟发酵结果分析
• 4 讨论
• 结论
• 参考文献