[发明专利]一株在可溶性和非可溶性碳源诱导下高产纤维素酶的里氏木霉基因工程菌及构建方法和应用

说明书

本发明涉及基因工程及微生物发酵领域，公开了一株在可溶性和不可溶性碳源诱导下高产纤维素酶的里氏木霉基因工程菌SEU‑7，其分类命名为Trichoderma reesei，菌株号SEU‑7，已保藏于中国典型微生物保藏中心，保藏编号为CCTCC M 2016492，保藏日期为2016年9月18日。本发明还公开了该基因工程菌的构建方法及其在不同碳源诱导下生产纤维素酶的应用。与现有技术相比，本发明利用同源重组技术构建了高产纤维素酶的里氏木霉基因工程菌，其在可溶性碳源和非可溶性碳源的诱导下，均表现出极高的产纤维素酶的能力。同时，本发明所产纤维素酶液表现出了比Rut‑C30的纤维素酶液更好的糖化能力。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一株在可溶性和非可溶性碳源诱导下高产纤维素酶的里氏木霉基因工程菌及其构建方法和应用。

背景技术

纤维素是自然界中广泛存在的大分子多糖聚合物。利用纤维素酶可以将纤维素降解成细菌可发酵利用的糖类用以生产生物燃料、生物基精细化工产品和药品。纤维素酶是一类复杂的酶混合物，主要包含内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。纤维素的彻底降解需要这三种酶的协同作用。内切葡聚糖酶作用于纤维素的非结晶区，将纤维素降解成不同长度的纤维寡糖，然后纤维寡糖在纤维二糖水解酶即外切葡聚糖酶的作用下降解成纤维二糖，最后纤维二糖在β-葡萄糖苷酶的作用下水解成可发酵性的葡萄糖。

里氏木霉因能够产生大量(高达100g/L)胞外纤维素酶，且是人工安全的微生物菌种，成为了重要的纤维素酶工业生产菌株(Journal of biotechnology,1994,37(3):193-200)。然而，只有少量的β-葡萄糖苷酶(BGL1)分泌到细胞外，而工业上收集纤维素酶只是收集上清液中的纤维素酶，无法同时收集胞内的β-葡萄糖苷酶(BGL1)，导致所得纤维素酶液中的β-葡萄糖苷酶(BGL1)的含量很低，无法充分降解纤维素。里氏木霉纤维素酶属于诱导型酶。01以纤维素作为底物时可以促进纤维素酶的产生。但是纤维素本身可能并不是纤维素酶的真正诱导物，因为这种不可溶性的纤维素物并不能进入到真菌细胞内。纤维素的不可溶性，使得纤维素酶的生产与分离变得复杂，因此采用不可溶性的纤维素诱导纤维素酶产生在工业生产上并不理想。因而，可溶性的诱导物更受关注，像纤维二糖、乳糖、槐糖等都是可溶性纤维素酶诱导物。在它们当中，乳糖是最重要以及具有经济可行性的纤维素酶诱导物，但诱导效果不如纤维素。这促使人们努力寻找一种能够提高乳糖诱导效率的基因工程菌。