草酸青霉基因工程菌GXUR001及其在制备生淀粉酶制剂中应用制造技术

本发明专利技术公开了一株草酸青霉基因工程菌GXUR001，保藏编号为CCTCC NO:M2022120，分类命名为草酸青霉(Penicillium oxalicum)TE4

【技术实现步骤摘要】
草酸青霉基因工程菌GXUR001及其在制备生淀粉酶制剂中应用


[0001]本专利技术属于生物
，尤其涉及一种草酸青霉基因工程菌GXUR001及其在制备生淀粉酶制剂中应用。

技术介绍

[0002]21世纪是一个全球工业化、城市化的时代。为了贯彻人与自然和谐共生、绿色发展的理念，可再生能源不仅可满足人们日益增长的能源需求，还可以有效解决环境污染等问题。可再生能源主要包括太阳能、风能、水电、地热能和生物质能。其中，生物质能发展潜力巨大。生物质能具有可再生、原料廉价等优势。
[0003]以生物质为原料生产的生物燃料乙醇是一种重要的生物质能，根据原料的不同，生物燃料乙醇大致可以分为三代：第一代以蔗糖和淀粉为主要原料，第二代以木质纤维素为主要原料，第三代以藻类为主要原料。由于以木质纤维素和藻类为原料生产生物燃料乙醇成本太高，目前工业上仍以第一代生物燃料乙醇为主。
[0004]我国用于生产生物燃料乙醇的淀粉主要来源于陈化粮(如大米、小麦、玉米等)以及木薯淀粉等。传统工艺中，淀粉加工主要分为两步：首先生淀粉在高温(100℃左右)和α
‑
淀粉酶作用下进行糊化、液化，然后在50
‑
60℃条件下，通过糖化酶水解为葡萄糖。该工艺流程复杂、耗能高，且污染环境(Cripwell RA,Rose SH,Favaro L,et al.,Construction of industrial Saccharomyces cerevisiae strains for the efficient consolidated bioprocessing of raw starch.Biotechnol Biofuels.2019,12:201)。非常有必要开发更高效、更节能的淀粉加工工艺。
[0005]研究人员发现生淀粉酶能在淀粉糊化温度以下，将生淀粉直接水解为葡萄糖，从而省去高温糊化和液化步骤，减少能源输入、降低成本。生淀粉酶主要包括生淀粉糖化酶、α
‑
生淀粉酶和β
‑
生淀粉酶，主要来源于丝状真菌，如曲霉和青霉。但是，丝状真菌的生淀粉酶产量低，成本高，远远达不到工业生产水平。通过真菌育种包括诱变育种和分子育种，是目前提高生淀粉酶产量、降低成本最有效的途径(Zhao SF,Xiang BY,Yang L,et al.,Genetic modifications of critical regulators provide new insights into regulation modes of raw
‑
starch
‑
digesting enzyme expression in Penicillium.Biotechnol Biofuels Bioprod.2022,15:62)。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种高产生淀粉酶的草酸青霉基因工程菌GXUR001及其在制备生淀粉酶制剂中应用。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]草酸青霉基因工程菌GXUR001，保藏编号为CCTCC NO:M 2022120，分类命名为草酸青霉(Penicillium oxalicum)TE4
‑
10ΔCxrC::AmyR。
[0009]上述草酸青霉基因工程菌GXUR001在水解生淀粉或含生淀粉物质中的应用。
[0010]生淀粉为生木薯粉、生玉米粉、生大米粉、生马铃薯粉、生小麦粉等含有生淀粉的农业有机物。
[0011]上述草酸青霉基因工程菌GXUR001在制备生淀粉酶制剂中的应用。
[0012]生淀粉酶制剂，该制剂中的活性成分来自权利要求1草酸青霉基因工程菌GXUR001或者其培养发酵物。
[0013]上述生淀粉酶制剂的制备方法，用液体发酵培养基在28℃，180rpm下培养权利要求1草酸青霉基因工程菌GXUR001，收集发酵产物，即得。
[0014]液体发酵培养基按以下进行配制：麦麸、结晶Avicel与盐溶液的配比为2g:3g:100mL，每100mL盐溶液中含有0.4g(NH4)2SO4,0.4g KH2PO4,0.06g MgSO4·
7H2O,0.06g CaCl2,Tween
‑
80 0.2mL,100μL微量元素母液，pH 5.5；上述微量元素母液中每1L含有5g FeSO4·
7H2O,1.6g MnSO4·
H2O,1.4g ZnSO4·
7H2O,2.0g CoCl2。
[0015]培养的条件为28℃，180rpm，8d。
[0016]水解生淀粉或含生淀粉物质的方法，将上述生淀粉酶制剂加入生淀粉或含生淀粉物质进行水解生淀粉的反应。
[0017]反应条件为pH 4.5、65℃。
[0018]上述生淀粉酶制剂用于制备葡萄糖、燃料乙醇
[0019]针对目前生淀粉酶产量低、成本高的问题，专利技术人经分离、筛选获得了一株草酸青霉基因工程菌GXUR001，保藏编号为CCTCC NO:M 2022120，分类命名为草酸青霉(Penicillium oxalicum)TE4
‑
10ΔCxrC::AmyR。草酸青霉GXUR001是在草酸青霉突变菌株A2
‑
13基础上，通过4轮EMS化学诱变和2轮Co
60
‑
γ射线诱变得到突变菌株TE4
‑
10，再在菌株TE4
‑
10中同时敲除转录抑制基因PoxCxrC、过表达转录激活基因PoxAmyR而获得的。试验证明，本专利技术的草酸青霉GXUR001液体培养后，其发酵液具有生淀粉酶活力，包括生木薯淀粉酶活力、生玉米淀粉酶活力、生小麦淀粉酶活力、生大米淀粉酶活力。使用其发酵液可以高效水解未处理的生木薯淀粉产生葡萄糖，在生木薯淀粉转化和利用中具有应用潜力。因此，本专利技术草酸青霉GXUR001可以用于生产生淀粉酶制剂，该制剂可以高效地水解未处理的生木薯淀粉用于制备葡萄糖、燃料乙醇。
附图说明
[0020]图1是草酸青霉诱变过程中所得突变菌株生淀粉酶产量比较图。
[0021]图2是本专利技术草酸青霉基因工程菌GXUR001的构建示意图。
[0022]图3是本专利技术构建草酸青霉基因工程菌GXUR001的验证结果图，图中：M：1kb DNA marker，1:ddH2O，2:TE4
‑
10，3
‑
5:3个GXUR001转化子。
[0023]图4是本专利技术构建草酸青霉基因工程菌GXUR001产生淀粉酶水解生木薯淀粉的效率曲线图，图中：a：水解生木薯粉释放葡萄糖的浓度，b：生木薯淀粉的水解率，c：水解生玉米粉释放葡萄糖的浓度，d：生玉米淀粉的水解率。
[0024]保藏信息说明
[0025]草酸青霉(Penicillium oxalicum)T本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.草酸青霉基因工程菌GXUR001，保藏编号为CCTCC NO:M 2022120，分类命名为草酸青霉(Penicillium oxalicum)TE4
‑
10ΔCxrC::AmyR。2.权利要求1所述草酸青霉基因工程菌GXUR001在水解生淀粉或含生淀粉物质中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述生淀粉为生木薯粉、生玉米粉、生大米粉、生马铃薯粉、生小麦粉。4.权利要求1所述草酸青霉基因工程菌GXUR001在制备生淀粉酶制剂中的应用。5.一种生淀粉酶制剂，其特征在于该制剂中的活性成分来自权利要求1所述草酸青霉基因工程菌GXUR001或者其培养发酵物。6.权利要求5所述生淀粉酶制剂的制备方法，其特征在于：用液体发酵培养基在28℃，180rpm下培养权利要求1所述草酸青霉基因工程菌GXUR001，收集发酵产物，即得。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述液体发酵培养...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵帅，冯家勋，谈明珠，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：