丁醇定向馴化集胞藻PCC6803及其耐受性的代謝組分析.pdf

1、相比生物乙醇，丁醇具有更好的理化性質，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮锬茉?。近些年的研究表明可以利用光合藍細菌作為細胞工廠直接從 CO2生產生物丁醇，但是藍細菌對丁醇的耐受性很低，嚴重限制了丁醇生產的經濟可行性。因此提高其對丁醇的耐受性對利用藍細菌生產生物燃料有著重大的意義。
　　最近，基于實驗室的微生物適應性馴化已經越來越被推崇為一種篩選并富集有利基因以得到高溶劑耐受菌的有效方法。我們以光合藍細菌的模式生物——集胞藻PCC6803

2、為研究對象，采用適應性馴化的方法對其進行丁醇馴化，以提高其對丁醇的耐受性。經過約600天的連續(xù)馴化培養(yǎng)，傳代至126代，丁醇耐受濃度由最初的0.20％（v/v）提高到0.65%（v/v），耐受能力增強了225%。
　　為了探究逐步提高的丁醇耐受性在細胞代謝水平上的影響，我們結合利用了LC-MS和GC-MS技術對野生株和不同階段的馴化株進行了代謝物組的研究，考察了馴化過程中代謝物的變化。通過主成分分析（PCA）我們發(fā)現在馴化過程中集

3、胞藻PCC6803的代謝物組逐漸的發(fā)生偏移，并初步找到了一些可能的丁醇處理生物標記物，主要包括不穩(wěn)定的3-磷酸甘油酸（3PG）、6-磷酸果糖（F6P）、6-磷酸葡萄糖（G6P）、磷酸烯醇丙酮酸（PEP）、5-磷酸核糖（R5P）和 DHAP；另外，通過加權關聯網絡分析（WGCNA），我們找到了9個與丁醇耐受性高度相關的代謝模塊以及3個關鍵代謝物（甘油、硬脂酸和L-絲氨酸），可能在細胞對抗丁醇的過程中發(fā)揮一定的保護作用。
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