[发明专利]低产桔霉素高产红曲黄色素的基因重组紫色红曲霉M-piy菌株及其制备方法和用途

说明书

本发明属于微生物基因工程领域，涉及1株具有低产桔霉素高产红曲黄色素的基因重组紫色红曲霉M‑piy菌株及其制备方法和用途。该菌株分类名称为：紫色红曲霉Monascus purpureus，保藏编号：CCTCC NO：M 2016627，保藏日期：2016年11月9日。本发明利用基因工程手段将潮霉素抗性基因(hph)代替红曲霉色素相关基因(PigE)，获得了1株低产桔霉素高产红曲黄色素的基因工程M‑piy菌株。本发明红曲黄色素产量较野生型菌株提高了约9.6倍，达到了9232.86U/g。另外，本发明M‑piy菌株较野生型菌株产桔霉素的发酵时间延迟，桔霉素含量显著降低，为工业上红曲霉菌种改良提供了新策略。

技术领域

本发明属于微生物基因工程领域，涉及1株具有低产桔霉素高产红曲黄色素的基因重组紫色红曲霉M-piy菌株及其制备方法和用途。

背景技术

红曲霉是我国重要的食用和药用微生物，其发酵产生的主要次级代谢产物红曲色素是一种重要的天然色素。红曲色素安全性高、热稳定性强，对蛋白的着色性好不褪色，广泛的应用于食品加工、化妆品、保健品等行业。公认的红曲色素有6种，分为三种色调即橙色调、黄色调和红色调。红曲黄色素也是重要的食用色素，约占市场需求量的60％，市售食用黄色素产品以植物提取为主，相比之下，采用微生物发酵法进行天然食用黄色素的生产，不受季节限制、原料转化率高、成本低，是目前世界食用色素添加剂的发展趋势。目前工业上主要利用红曲红色素作为着色剂；而红曲黄色素仍然处于研究阶段，开发利用少、发酵产量低、发酵工艺复杂。因此，开发低产桔霉素高产红曲黄色素的基因重组菌株具有广阔的应用前景，可产生显著的经济效益。

自Blanc等(1995)研究发现某些红曲霉菌株能产生对人体有害的真菌毒素—桔霉素(citrinin)以来，红曲霉相关制品的安全性一直存在着争议，从而影响到我国红曲产品的出口。Hajjaj等研究结果表明，桔霉素与红曲色素同属于聚酮类化合物，桔霉素与红曲色素的合成开始于同一个途径和共同的合成前体，红曲霉色素相关基因的研究与基因工程菌株的开发有利于揭示桔霉素代谢途径，从根本上降低桔霉素含量。

王硕等(申请号：201510589619.5)利用基因工程手段将潮霉素抗性基因替代了桔霉素合成基因簇中加氧酶基因的开放阅读框，获得低产桔霉素高产色素的红曲霉基因工程菌株，该基因改造菌株与原始的野生株相比，桔霉素产量降低了96.48％，黄色素产量提高了89.9％(约6500U/g，吸收峰为410nm)，橙色素提高172.1％，红色素提高140.6％。

常见的红曲霉菌株发酵产生的红曲色素基本上是红曲红色素、橙色素和黄色素的混合物，高效生产单一的红曲黄色素的菌株鲜见报道。目前常见的提高红曲黄色素产量的方法主要包括传统的菌种选育、优化发酵条件和改良提取工艺等。传统的育种方法主要是通过物理方法(紫外照射)和化学方法(化学诱变剂如：硫酸二乙酯、氯化锂、亚硝基胍)诱变提高黄色素产量，这种方法存在回复突变可能性，菌株易变异易退化，工业实际应用中面临很多挑战。另外，仅仅依靠优化发酵条件、改良提取工艺提高红曲黄色素产量能力有限，因此急需在了解代谢途径和关键编码基因的基础上，借助于基因工程技术对菌种进行定向改造。

发明内容

本发明的目的是提供1种低产桔霉素高产红曲黄色素的基因重组紫色红曲霉M-piy菌株、用途及其发酵生产方法。