一种耐高温且高甲醇转化率的毕赤酵母菌株及其应用制造技术

本发明专利技术属于微生物领域和生物技术领域，提供了一株耐高温高甲醇转化率的毕赤酵母菌株。在本发明专利技术中，利用原生质体融合的方法，将高甲醇利用菌株Pichia pastorisHTX

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温且高甲醇转化率的毕赤酵母菌株及其应用


[0001]本专利技术属于微生物领域和生物
，具体涉及一种耐高温高甲醇转化率的毕赤酵母菌株及其应用。

技术介绍

[0002]为了满足全球对动物源性蛋白质的需求，世界每年将需要生产12.5亿吨肉类和乳制品。然而，由于将饲料转化为肉类和奶制品的效率低下，增加肉类和奶制品的生产将无法持续满足人类对蛋白质日益增长的需求。虽然人造肉和植物性肉类替代品目前发展迅速，但较高的生产成本和较差的口感使它们不如传统畜牧业生产的动物性蛋白质具有竞争力。因此，寻找和开发新的蛋白质资源仍然是必要的。由藻类（蛋白质含量约为60
‑
70%），真菌（蛋白质含量约为30
‑
50%）和细菌（蛋白质含量约为50
‑
80%）产生的单细胞蛋白（SCP）是一个潜在的蛋白替代途径。这些微生物独特的底物（如CO2或甲烷）利用能力和高生长速率使得SCP的生产比传统农业更有效和可持续性。
[0003]CO2在全球大气中的浓度正以惊人的速度增加，气候和温室效应已经严重影响到人类的生存和发展。日益严重的环境危机加剧了从传统石化经济向可持续原料转变的必要性。微生物的一碳（C1）化合物同化已经成为缓解气候变化的一种有前途的方法。甲醇被认为是化学工业和生物制造业的理想C1资源，因为它不仅可以从低质煤中生产，而且还可以通过电催化CO2和氢（电解水）大量生产。与气态C1化合物相比，甲醇作为液体更容易运输和储存。此外，甲醇具有很高的还原度，可以为产品生物合成提供更大的驱动力。因此，便宜和丰富的来源、灵活的生产工艺、与目前运输和发酵基础设施的兼容性、以及高还原潜力使得甲醇成为SCP生物合成的极具吸引力的碳源。
[0004]巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris）是自然界中存在的一种能够利用甲醇作为唯一碳源和能量来源的微生物，是甲醇生物转化的理想宿主。特别是，P. pastoris是一种重要的工业甲醇酵母，通过美国食品和药物管理局（FDA）的GRAS（通常被认为是安全的）认证，广泛用于生产重组蛋白质。几十年来，研究者一直使用P. pastoris发酵甲醇来生产SCP，但是P. pastoris甲醇转化率低是限制SCP高效生产的关键问题。此外，由于P. pastoris的发酵温度实际上要高于其生长温度（28
‑
30
°
C），对较高温度的不耐受性通常会降低工业生产过程中底物的转化效率并增加冷却成本。因此，构建一个耐高温、高效利用甲醇的P. pastoris菌株是实现以甲醇为原料经济性生产SCP的关键所在。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术不足，本专利技术提供了一株耐高温高甲醇转化率的巴斯德毕赤酵母菌株SHTX
‑
33。SHTX
‑
33菌株是通过将高甲醇利用菌株P. pastorisHTX
‑
33（CGMCC NO.25207）与来自宁夏银川源石酒庄葡萄园的腐木中筛选得到的耐高温的曼氏毕赤酵母菌株P.manshurica进行融合得到的。P. pastoris SHTX
‑
33能够在37℃条件下，以甲醇为唯一碳源实现高生物量生长以及高甲醇利用，具有绿色、环保、无污染、表达率高以及成本低等
优势。
[0006]本专利技术提供一种耐高温且高甲醇转化率的毕赤酵母菌株（Pichia pastoris） SHTX
‑
33，其保藏号为CGMCC NO.27346。该菌株于2023年5月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称CGMCC），保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，其分类命名为巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris。
[0007]本专利技术进一步提供所述的毕赤酵母菌株在微生物蛋白或饲料生产中的应用。
[0008]优选地，其中用甲醇作为唯一碳源和能量来源发酵所述毕赤酵母菌株。
[0009]具体地，所述培养基中甲醇添加量体积比0.3
‑
0.6%。
[0010]具体实施方式中，所述培养基以Delft基本盐培养基作为基础培养基，其组分：7.5 g/L硫酸铵、14.4 g/L磷酸二氢钾、0.5 g/L七水硫酸镁，培养基初始pH值为6.5，使用之前在121℃下灭菌20 min。
[0011]在一个实施方式中，发酵的培养条件为30
‑
40℃。优选地，发酵的培养条件为37℃、200
‑
240 rpm。
[0012]本专利技术提供一种培养所述的毕赤酵母菌株的方法，以甲醇作为碳源和能量来源发酵所述毕赤酵母菌株。
[0013]具体地，发酵的培养条件为30
‑
40℃。优选地，发酵的培养条件为37℃、200
‑
240 rpm。
[0014]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：本专利技术提供的P. pastoris SHTX
‑
33具有鲁棒性，能够实现在37℃条件下进行高甲醇转化。实验结果表明，本专利技术提供的P. pastoris SHTX
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33在33℃
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37℃、Delft+0.5%（v/v）甲醇下的生长明显优于亲本P. pastoris HTX
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33，且在在摇瓶培养条件下，本专利技术提供的P. pastoris SHTX
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33在35℃或37℃、Delft+0.5%（v/v）甲醇下的甲醇利用率明显优于亲本P. pastoris HTX
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33，其甲醇利用率较P. pastoris HTX
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33提高18.45%，24.1%。因此，本专利技术菌株培养方法简单，后期生长迅速，适应性强，耐受性高。可解决目前工业发酵过程中甲醇利用率低、菌株不耐高温，降低发酵成本，具有良好的工业应用化前景。
附图说明
[0015]图1为本专利技术提供的P. pastorisSHTX
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33菌株的原生质体融合与筛选过程简图。
[0016]图2为本专利技术提供的P. pastoris SHTX
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33与亲本P. pastoris HTX
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33在33℃、Delft+0.5%（v/v）甲醇条件下的生长曲线图。
[0017]图3为本专利技术提供的P. pastoris SHTX
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33与亲本P. pastoris HTX
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33在35℃、Delft+0.5%（v/v）甲醇条件下的生长曲线图。
[0018]图4为本专利技术提供的P. pastoris SHTX
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33与亲本P. pastoris HTX
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33在37℃、Delft+0.5%（v/v）甲醇条件下的生长曲线图。
[0019]图5为本专利技术提供的P. pastoris SHTX
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温且高甲醇转化率的巴斯德毕赤酵母菌株（Pichia pastoris）SHTX
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33，其特征在于，其保藏号为CGMCC NO.27346。2.如权利要求1所述的毕赤酵母菌株在微生物蛋白或饲料生产中的应用。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，其中用甲醇作为唯一碳源和能量来源发酵所述毕赤酵母菌株。4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，发酵用的培养基中甲醇添加量体积比0.3
‑
0.6%。5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述培养基以Delft基本盐培养基作为基础培养基，其组分：7.5 g/L硫酸铵、14.4 g/L磷酸二氢钾、0.5 g/L七水硫酸镁，培...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴信，刘书帆，孟娇，刘曙光，鲍彤彤，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：