微生物及其用途制造技术

本发明专利技术提出了一种微生物及其用途和获得番茄红素的方法，该微生物过表达TmCrtE，PagCrtB和BtCrtI基因；以及沉默Exg1和Ypl062W基因。利用根据本发明专利技术实施例的微生物，现对于现有技术，生产番茄红素的产量显著提高，生产周期短，生产效率高。

Microorganisms and Their Use

The invention provides a microorganism and its use and a method for obtaining lycopene. The microorganism overexpresses TmCrtE, PagCrtB and BtCrtI genes, and silences Exg1 and Ypl062W genes. With the microorganism according to the embodiment of the present invention, the production of lycopene has been significantly improved, the production cycle is short and the production efficiency is high for the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
微生物及其用途
本专利技术涉及生物工程领域，具体的，本专利技术涉及微生物及其用途，更具体的，本专利技术涉及微生物、获得番茄红素的方法和微生物在制备番茄红素中的用途。
技术介绍
番茄红素的开发生产主要有天然产物提取、化学合成、微生物发酵等方法。天然产物提取主要是通过成熟果实的萃取纯化获得番茄红素，然而这种生产方式受气候、品种、地理位置、成熟度等诸多不可控因素影响，具有明显的季节性，含量不稳定性，并且大面积种植、养殖的成本较高，含量通常也比较低。另外，高纯度的番茄红素在萃取纯化技术上非常困难，这些共同造成了番茄红素的成品十分昂贵。化学合成法具有原料易得价廉、反应条件温和、反应速率快、产物容易与反应体系分离的优点，但由于双键立体选择性难以控制及不同程度的化学试剂残留，其产品的质量、安全性及使用范围都受到了限制。微生物发酵法主要是利用微生物的生物代谢，将葡萄糖、淀粉、黄豆饼粉等廉价原料转化为番茄红素，这种方法不受季节、地域、气候等因素的影响，原料易获取、生产周期短、工艺操作简单、成本低廉、产物质量可控、产物易纯化、安全性高，并且环境污染较少，不仅解决了因种植植物等而占用大量耕地的问题，也解决了化学合成不环保的弊端。最重要的是，发酵法生产的番茄红素属于天然型产品，其活性与天然植物提取的活性成分一致，被认为是番茄红素生产最有前景的方法。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。目前研究较多的番茄红素产生菌的主要是三孢布拉氏霉菌。但是三孢布拉氏霉菌在传代过程中容易发生退化现象，使得番茄红素产量减少，另伴有黄曲霉毒素等有毒成分的合成，另一方面，这两种微生物的生长周期相较于酵母和大肠杆菌较长，大大降低了其生产效率，从而造成了生产番茄红素的难度加大。为此，本专利技术的一个目的在于提出了一种微生物，该微生物生产番茄红素的产量高，生产周期短，生产效率高。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种微生物。根据本专利技术的实施例，所述微生物过表达TmCrtE，PagCrtB和BtCrtI基因；以及沉默Exg1和Ypl062W基因。利用根据本专利技术实施例的微生物，现对于现有技术，生产番茄红素的产量显著提高，生产周期短，生产效率高。根据本专利技术的实施例，上述微生物还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一：根据本专利技术的实施例，所述微生物进一步过表达包括选自tHMG1，INO2，yap1，spt15-5，taf25-3，GapN，PYC2，SMAE1，MDH2，POS5，pntAB，ADH2，ACS6，ALD6，EUTE，ERG12，IDI1，ERG10，MVD1，ERG13，ERG8基因的至少之一。专利技术人发现，所述微生物进一步过表达上述基因的至少之一，其番茄红素的产量进一步提高。根据本专利技术的实施例，所述微生物进一步沉默包括选自GAL1，GAL7，GAL10，GAL80，ROX1，VBA5，DOS2，Yjl064W，Yer130C，Yer134C，Ynr063W，Yor292C，Sfk1，Mef1基因的至少之一。专利技术人发现，所述微生物进一步沉默上述基因的至少之一，其番茄红素的产量进一步提高。根据本专利技术的实施例，所述微生物是酵母菌。酵母菌的生长周期短，利用本专利技术实施例的微生物生产番茄红素的效率进一步提高。根据本专利技术的实施例，所述微生物进一步包括可操作调控ERG9基因。根据本专利技术的实施例，所述可操作调控ERG9基因包括但不限于替换ERG9基因的启动子，进而使得ERG9基因的表达可以根据需要进行调控，使微生物生产番茄红素的效率进一步提高。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种获得番茄红素的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：将前面所述的微生物进行发酵处理；以及将发酵处理产物进行萃取处理，以便获得所述番茄红素。利用根据本专利技术实施例的获得番茄红素的方法，能够高产量、高效率获得番茄红素，且番茄红素的纯度高。根据本专利技术的实施例，上述获得番茄红素的方法还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一：根据本专利技术的实施例，利用根据本专利技术实施例的获得番茄红素的方法，获得的番茄红素产量更高、效率更高，纯度也更高。根据本专利技术的实施例，所述发酵处理是通过如下方式实现的：将所述微生物进行基础发酵处理和两级分批补料发酵处理，所述基础发酵处理是在基本发酵培养基中进行的，所述两级分批补料发酵处理是通过在所述基本发酵培养基基础上依次补加第一补料培养基和第二补料培养基实现的，其中，所述基本发酵培养基为含有24g/L蛋白胨，12g/L酵母提取物和12g/L葡萄糖的YPD培养基；所述第一补料培养基为含有500g/L葡萄糖和15g/L酵母抽提物的YPD培养基；所述第二补料培养基为75％乙醇和/或50％甘油。专利技术人通过实验发现，采用上述发酵处理方式，微生物的扩增速率高、番茄红素的产率也进一步提高。根据本专利技术的实施例，所述萃取处理包括：将所述发酵处理产物进行超声破碎处理及有机萃取处理。专利技术人对发酵产物进行萃取处理过程中发现，将发酵处理后产物进行超声破碎处理，相比于采用盐酸蒸煮的方法，番茄红素的降解大幅降低，萃取处理后获得的番茄红素的产量进一步提高。在本专利技术的第三方面，本专利技术提出了前面所述微生物在制备番茄红素中的用途。如前所述，利用本专利技术实施例的微生物，现对于现有技术，生产番茄红素的产量显著提高，生产周期短，生产效率高。附图说明图1是根据本专利技术实施例1的敲除盒片段1的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例1的敲除盒片段2的结构示意图；图3是根据本专利技术实施例1的敲除盒片段3的结构示意图；图4是第二代工程菌株摇瓶发酵结果；图5是根据本专利技术实施例4的敲除盒片段4的结构示意图；以及图6是根据本专利技术实施例的发酵培养基的筛选结果图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。微生物在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种微生物。根据本专利技术的实施例，该微生物过表达TmCrtE，PagCrtB和BtCrtI基因；以及沉默Exg1和Ypl062W基因。利用根据本专利技术实施例的微生物，生产番茄红素的产量显著提高，生产周期短，生产效率高。本申请所述的微生物用于生产番茄红素，相比于现有技术，其产量得到了显著提高，能够至少达到2.5g/L。根据本专利技术的具体实施例，该微生物可进一步过表达包括选自tHMG1，INO2，yap1，spt15-5，taf25-3，GapN，PYC2，SMAE1，MDH2，POS5，pntAB，ADH2，ACS6，ALD6，EUTE，ERG12，IDI1，ERG10，MVD1，ERG13，ERG8基因的至少之一。根据本你专利技术的再一具体实施例，该微生物可进一步沉默包括选自GAL1，GAL7，GAL10，GAL80，ROX1，VBA5，DOS2，Yjl064W，Yer130C，Yer134C，Ynr063W，Yor292C，Sfk1，Mef1基因的至少之一。专利技术人发现，所述微生物进一步过表达或沉默上述基因的至少之一，微生物生产番茄红素的产量进一步显著提高。根据本专利技术的具体实施例，所述微生物还可以进一步包括可操作调控ERG9基因。本申请所述的可操作调控ERG9基因是指替换ERG原始的启动子，从而实现通过葡萄糖调控ERG9的表达，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微生物，其特征在于，过表达TmCrtE，PagCrtB和BtCrtI基因；以及沉默Exg1和Ypl062W基因。

【技术特征摘要】
1.一种微生物，其特征在于，过表达TmCrtE，PagCrtB和BtCrtI基因；以及沉默Exg1和Ypl062W基因。2.根据权利要求1所述的微生物，其特征在于，进一步过表达包括选自tHMG1，INO2，yap1，spt15-5，taf25-3，GapN，PYC2，SMAE1，MDH2，POS5，pntAB，ADH2，ACS6，ALD6，EUTE，ERG12，IDI1，ERG10，MVD1，ERG13，ERG8基因的至少之一。3.根据权利要求1所述的微生物，其特征在于，进一步沉默包括选自GAL1，GAL7，GAL10，GAL80，ROX1，VBA5，DOS2，Yjl064W，Yer130C，Yer134C，Ynr063W，Yor292C，Sfk1，Mef1基因的至少之一。4.根据权利要求1所述的微生物，其特征在于，所述微生物是酵母菌。5.根据权利要求1所述的微生物，其特征在于，进一步包括可操作调控ERG9基因。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天罡，邓子新，
申请(专利权)人：武汉生物技术研究院，
类型：发明
国别省市：湖北,42