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【6h】

产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)HP1高效产氢工程菌的构建

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文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1概述

1.1.1氢能

1.1.2氢的制备

1.2生物制氢

1.2.1光合法生物制氢技术

1.2.2发酵法生物制氢技术

1.2.3高产氢基因工程菌研究

1.3本论文的研究内容与目的

2材料与方法

2.1材料

2.1.1菌种与质粒

2.1.2引物

2.1.3主要试剂

2.1.4主要仪器

2.1.5常用培养基

2.1.6常用溶液的配制

2.2实验方法

2.2.1常规实验操作

2.2.2 K.oxytoca HP1多效基因adhE-突变株的构建

2.2.3 K.oxytoca HP1乳酸脱氢酶基因LDHa-突变株的构建

3结果与分析

3.1 K.oxytooa HP1多效基因adhE-突变株的构建

3.1.1 1281bp adhE基因部分序列的扩增

3.1.2 K.oxytoca HP1对链霉素的抗性

3.1.3 adhE同源整合质粒pTA-Str的构建

3.1.4 adhE-突变株的构建

3.1.5 adhE-突变株的生长特性和产氢、产乙醇特性变化

3.2 K.oxytoca HP1乳酸脱氢酶基因LDHa-突变株的构建

3.2.1 882bp LDHa基因部分序列的扩增

3.1.2K.oxytoca HP1对四环素的抗性

3.2.3 LDHa同源整合质粒pLDH-Tr的构建

3.2.4 LDHa-突变株的构建

3.2.5 LDHa-突变株的生长特性和产氢特性变化

4结论与讨论

参考文献

致谢

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摘要

产氢细菌的产氢能力不高是限制生物制氢技术发展的重要因素。运用分子生物学的手段对菌种进行改造,是提高生物产氢效率的重要方法。乙醇和乳酸是产酸克雷伯氏菌Klebsiella oxytoca HP1厌氧发酵产H2的主要副产物,切断无益副产物能提高H2产量和底物转化率。 本研究以K.oxytoca HP1作为受体,构建了同源双臂整合载体pTA-Str和pLDH-Tr。利用内源平台双交换原理,将质粒pMHE6上携带的氨基葡萄糖苷腺苷转移酶基因(Aminoglycoside-3'-adenyltransferase,aadA)外源表达盒序列(含T7启动子,aadA编码框,T4终止子)定点插入到受体菌细胞染色体乙醇脱氢酶系(含乙醛脱氢酶和乙醇脱氢酶活性)基因adhE+868~+869区(adhE起始编码框为+1)位点上。并在此基础上以质粒pTA-Str介导K.oxytoca HP1 adhE的插入失活,获得了具有链霉素抗性的adhE突变株。运用类似方法将pBR322上携带的四环素抗性蛋白基因(tetracycline resistance protein,tet)外源表达盒序列(含P1、P2启动子,tet编码框)定点插入到受体菌细胞染色体乳酸脱氢酶基因LDHa+518~+519区(LDHa起始编码框为+1)位点上。在此基础上以质粒pLDH-Tr介导K.oxytoca HP1 LDHa的插入失活,获得了具有四环素抗性的LDHa-突变株。 葡萄糖发酵实验结果表明,相同发酵条件下,adhE-突变菌比野生菌的产氢量提高了16.07%,乙醇产量下降了70.47%;LDHa-突变株比野生菌的产氢量提高了20.35%。 本研究构建的Klebsiella oxytoca HP1突变株adhE-和LDHa-,将为进一步研究高效产氢系统奠定基础。

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