CRISPR/Cas9介导的低产尿素黄酒酵母工程菌的构建

通过代谢工程改造构建低产尿素的酿酒酵母工程菌,从根源上减少黄酒发酵液中尿素的含量及氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)的形成.该研究利用融合PCR构建DUR3过表达组件“HOL-PGK1 p-DUR3-PGK1t-HOR”,通过CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术转化酿酒酵母S.cerevisiae NaDUR1,2-Δcar1,在敲除CAR1和过表达DUR1,2基因的基础上过表达DUR3基因,获得工程菌S.cerevisiae NaDUR1,2/DUR3-Δcar1.实验室黄酒发酵实验结果表明,与亲本菌株S.cerevisiae Na相比,工程菌S.cerevisiae NaDUR1,2/DUR3-Δcar1所酿黄酒发酵液中尿素含量降低了92.1％,EC含量降低了58.6％;与出发菌株S.cerevisiae NaDUR1,2-Δcar1相比,工程菌S.cerevisiae NaDUR1,2/DUR3-Δcar1所酿黄酒发酵液中尿素含量降低了43.4％,EC含量降低了16.2％.过表达DUR3的工程菌S.cerevisiae NaDUR1,2/DUR3-Δcar1具有“尿素吸收”的能力,减少EC的形成.借助CRISPR/Cas9系统,构建的酵母工程菌无外源抗性基因的引入,具有工业化应用的潜在可能性.
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是一种已知全序列的重要模式生物,具备单双倍体特性、乙醇耐受性强、高效体内重组的能力、可操作性强等优点.同时酿酒酵母是第一个完成基因组测序的真核生物,各种遗传操作技术业已成熟,因此它在基因操作和生物能源方面是首选的研究对象.以PCR为基础的基因破坏方法第一次在酿酒酵母中被报道后,其方法和技术得到了迅速的改进和发展,目前在酵母中已经广泛应用.文章主要介绍这种方法在酿酒酵母中应用的基本原理和研究方法,以及与其他传统基因破坏方法相比较的优缺点、存在的问题等.说明以PCR为基础的基因破坏方法能够避免繁琐的基因克隆操作,省时、省力、方便.
通过探讨葡萄酒产区中酵母菌多样性以及传统酿造过程中酵母菌菌群结构变化,为我国传统葡萄酒中酵母菌资源的利用和有效控制及现代化酿酒新工艺的建立提供基础数据.从中国主要酿酒葡萄产区(河北沙城、昌黎)不同品种的酿酒葡萄中分离酵母菌,根据形态学特征和生理生化特性,并运用RAPD聚类分析对这些分离得到30株菌株进行分类.结果显示,所分离的菌株属于7个不同的属,共分布于14个种,表明葡萄果皮上有丰富的酵母菌资源,并且不同地区、不同品种葡萄果实所附酵母菌属差异较大.
本发明涉及保健食品领域，具体是涉及一种养生白酒原料、石斛养生白酒及其制备方法。一种养生白酒原料，其特征在于，包括以下重量比的成分：石斛1～3份；黄精1～3份；枸杞1～2份。本发明将三种药食同源植物原料进行合理搭配作为养生白酒原料，来开发成石斛仙酒，具有较高的市场价值。同时，本发明公开的制备工艺将现代食品新技术和传统方法相结合，采用多级耦联澄清技术，将化学澄清技术和超滤澄清技术耦联应用到白酒产品生产中，有效消除了沉淀，保证了产品的质量，很好的解决了现有技术中酒类生产所存在的技术问题。
试验采用含有高浓度酒精选择性培养基从自然界中分离得到115株耐高酒精酵母,经过初筛、复筛,得到1株高产酒精酵母菌株SP-48,在料水比1∶2,发酵72 h的条件下,静止发酵,成熟醪酒精的体积分数可达16.2.经鉴定该酵母为酵母属(Saccharomyces)的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae).
针对酿酒葡萄机械化采收时对植株损伤大、果粒破损率高、脱粒效率低等问题,该文设计了一种曲轴式振动脱粒收获装置,该装置主要由曲轴、弹性夹持振动机构、传动系统、机架等组成.对曲柄摇杆机构的运动和弹性振动杆变形进行了分析,获取了影响作业效果的主要因素.根据Box-Benhnken中心组合设计方法,以夹持间距、转速和偏心距为影响因子,酿酒葡萄脱粒率和破损率为响应函数进行三因素三水平二次回归正交试验设计,建立了响应面数学模型,并进行了参数优化和验证.结果表明,酿酒葡萄脱粒率影响因素的显著性顺序为转速、偏心距和夹持间距,破损率的影响显著性顺序为转速、夹持间距和偏心距;最优参数组合为夹持间距193 mm、曲轴转速720 r/min、曲轴偏心距38.8 mm,在此参数下测得的酿酒葡萄脱粒率为93.06％,破损率为4.57％,与模型优化理论值相比脱粒率降低了1.09个百分比,破损率增加了1.45个百分点.该研究可为酿酒葡萄的机械化收获及其他林果的振动采收装置设计提供参考.