降解甘蔗渣产乙醇嗜热菌群宏基因组文库构建及功能基因研究

纤维质燃料乙醇是最有发展前景的新型可再生能源之一，开发前景非常广阔。本研究拟以前期研究获得的降解甘蔗渣等纤维质生物质，产乙醇嗜热菌群SV79和YHS70为材料，应用宏基因组学技术，构建降解甘蔗渣产乙醇嗜热菌群Cosmid宏基因组文库，采用功能筛选，结合DNA测序和生物信息学的研究方法，获得新的纤维素酶、半纤维素酶等基因及基因簇信息；在此基础上，克隆表达新的纤维素酶、半纤维素酶等基因，研究酶的性质。获得的新基因可直接用于构建能同时转化多种单糖或直接发酵纤维素原料为乙醇的超级工程菌和能生产高活性纤维素酶的工程菌，以期在生物质能源的关键技术上获得重要进展；研究结果还可以加深对功能基因调控及纤维素降解机理的了解，为开发利用甘蔗渣等纤维质生物质资源，生产燃料乙醇提供理论依据和技术支撑。

纤维质燃料乙醇是最有发展前景的新型可再生能源之一，开发前景非常广阔。本项目以前期研究获得的降解甘蔗渣等纤维质生物质，产乙醇嗜热菌群SV79和YHS70为材料，应用宏基因组学技术，获得了产乙醇嗜热菌群SV79和YHS70 宏基因组文库，通过刚果红指示剂平板法筛选得到3个能降解纤维素和2个半纤维素的阳性克隆子，结合DNA测序和生物信息学的研究方法，获得了新的纤维素酶、半纤维素酶等基因及基因簇信息；在此基础上，克隆表达新的纤维素酶、半纤维素酶等基因，研究酶的性质，构建了工程菌。在国内外核心期刊发表学术论文9篇，其中SCI收录3篇；申请发明专利5个，获得2个授权发明专利；培养博士生1名、硕士生9名。于2013年举办了海峡两岸生物能源生态建设研讨会。研究结果加深对功能基因调控及纤维素降解机理的了解，为开发利用甘蔗渣等纤维质生物质资源，生产燃料乙醇提供理论依据和技术支撑。