酿酒酵母SRP40基因对细胞耐受性影响的研究

• 作者: 邵文举 鲁尚昆 张爱利
• 来源期刊: 微生物学报
• 关键词: 酿酒酵母 SRP40 异丁醇 乙醇 耐受性
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 研究报告|RESEARCH ARTICLES
• 页码范围: 1150-1165
• 页数: 16页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210412

摘要

[目的]本论文研究酿酒酵母srp4039突变基因对酵母细胞异丁醇耐受性的影响.[方法]首先,以酿酒酵母野生型W303-1A和突变株EMS39染色体DNA为模板克隆野生型SRP40基因和srp4039突变基因;然后,将野生型SRP40基因和srp4039突变基因分别连接到质粒YCplac22上,构建质粒 YCplac22-SRP40和 YCplac22-srp4039.将质粒 YCplac22-SRP40、YCplac22-srp4039以及YCplac22空质粒分别转化入野生型酿酒酵母W303-1A中,分别得到W303-1A-SRP40工程菌、W303-1A-srp4039工程菌和W303-1A-control工程菌.将3株工程菌分别置于含1.0％异丁醇、1.3％异丁醇、8.0％乙醇和0.5％异戊醇的CM培养基中进行发酵,测定细胞密度(OD600)和生长情况,并计算2-10 h的比生长速率(μ).将3株工程菌于55℃热激4 min后做稀释实验(dilution),观察它们在平板上的生长情况.最后,对野生型SRP40基因、srp4039突变基因的氨基酸序列进行生物信息学分析.[结果]在不含异丁醇(0％异丁醇)的培养基中,3株工程菌无明显差异.在含1.0％异丁醇和1.3％异丁醇的CM培养基中,发酵24 h工程菌W303-1A-srp4039的细胞密度分别是工程菌W303-1A-SRP40的1.12倍和1.06倍,是工程菌W303-1A-control的1.10倍和1.10倍;工程菌W303-1A-srp4039的比生长速率(μ)分别是工程菌W303-1A-SRP40的1.07倍和1.10倍,是对照菌W303-1A-control的1.10倍和1.10倍.在含8.0％乙醇和0.5％异戊醇的CM培养基中,发酵24 h工程菌W303-1A-srp4039的细胞密度分别是工程菌W303-1A-SRP40的1.12倍和1.01倍,是对照菌W303-1A-control的1.17 倍和1.07倍;工程菌W303-1A-srp4039的比生长速率(μ)分别是工程菌W303-1A-SRP40的1.37倍和1.07倍,是对照菌W303-1A-control的1.31倍和1.09倍.工程菌W303-1A-srp4039在热激后生长仍优于其他2株菌.生物信息学分析发现,Srp4039蛋白与硅藻的胸膜蛋白-1具有相似的结构.[结论]本研究发现酿酒酵母srp4039突变基因能够提升细胞的异丁醇耐受性,此外对提升细胞的乙醇耐受性、异戊醇耐受性和耐热性也有一定的作用.同时,我们发现Srp4039蛋白与硅藻的胸膜蛋白-1具有相似的结构,说明其可能具有胸膜蛋白-1的功能,推测该蛋白在细胞壁维持方面有作用.这些研究将为提高酿酒酵母对乙醇、异丁醇、异戊醇和高温等的抗逆性提供新思路.