[发明专利]快速筛选嗜热厌氧产乙醇微生物高产乙醇菌株的方法

说明书

技术领域

本发明属于特定微生物生理性状的突变和化学诱变筛选领域，具体是采用定向进化和化学诱变相结合的手段，对嗜热厌氧产乙醇微生物进行突变，通过显色反应，快速筛选高产乙醇菌株。

背景技术

随着全球经济的迅猛发展，石油、煤炭、天然气等不可再生能源日益耗竭，并且燃烧化石能源排放的大量温室气体严重的破坏了生态环境([Cifuentes，L.，Borja-Aburto，V.H.，Gouveia，N.，Thurston，G.，Davis，D.L.2001.Climate change.Hidden health benefits of greenhouse gas mitigation.Science 293，1257-1259.]、[Lashof，D.A.，Ahuja，D.R.1990.RelativeContributions of Greenhouse Gas Emissions to Global Warming.Nature 344，529-531.])，世界各国不得不努力开发并利用绿色低碳的可再生能源。生物乙醇作为一种新型清洁能源([Hahn-Hagerdal，B.，Galbe，M.，Gorwa-Grauslund，M.F.，Liden，G.，Zacchi，G.2006.Bio-ethanol--the fuel oftomorrow from the residues of today.Trends Biotechnol 24，549-556.])，正逐步作为动力燃料添加到汽油中，很大程度上减少了人们对化石能源的依赖。美国和巴西是生物乙醇的主要生产国，由于使用玉米、甘蔗等粮食作物作为原料，不仅存在与人争粮的问题，还需要大面积的毁林开荒种植原材料([Timothy Searchinger，R.H.，R.A.Houghton，Fengxia Dong.AmaniElobeid，Jacinto Fabiosa，Simla Tokgoz，Dermot Hayes，Tun-Hsiang Yu..2008.Use of U.S.Croplands for biofuels increases greenhouse gases throughemissions from land-use change..Science.319，1238-1240.])，经过几年的研究探索后，人们逐渐意识到必须大力发展以非粮食作物为原料的生物乙醇。

木质纤维素是世界上最丰富的可再生原料，纤维素乙醇正是利用了这些含有纤维素、半纤维素的农林废弃物来发酵生产乙醇([Lynd，L.R.1996.Overview and evaluation of fuel ethanol from cellulosic biomass：Technology，economics，the environment，and policy.Annual Review of Energy and theEnvironment 21，403-465.])。但是目前在工业应用中碰到的主要问题是成本过高，究其原因是加工过程繁琐造成的，即首先需要借助物理、化学或生物手段将纤维素降解为单糖，然后才能利用酵母等微生物发酵生产乙醇。因而若能够将纤维素的水解过程和糖发酵过程整合在一起，必能缩短生产周期，降低生产成本。联合生物加工(Consolidated Bioprocessing，CBP)技术解决了这一难题([Lynd，L.R.，van Zyl，W.H.，McBride，J.E.，Laser，M.2005.Consolidated bioprocessing of cellulosic biomass：an update.CurrOpin Biotechnol 16，577-583.])，即在高温厌氧的条件下，采用一种或者多种微生物混合发酵，降解纤维素产生还原糖的同时发酵生产乙醇，一步就可将纤维素转化为乙醇。但该方法目前的瓶颈是乙醇产量太低，不能投入生产。诱变筛选高产乙醇菌株是解决这个问题最直接有效的办法。