酸类抑制物对休哈塔假丝酵母木糖乙醇发酵的影响机制开题报告

全文总字数：2487字

1. 研究目的与意义

木糖的乙醇发酵是制约木质纤维资源生物转化，尤其是第二代燃料乙醇的关键技术瓶颈之一。目前，仅有休哈塔假丝酵母和毕赤树干酵母能够有效发酵木糖产乙醇，且前者的生产性能略优于后者，因此休哈塔假丝酵母为当前最具应用前景的天然木糖乙醇发酵菌株。前期大量研究表明，制约休哈塔假丝酵母实际应用的关键障碍之一是原料预处理过程中生产的大量发酵抑制物，开展抑制机理的研究对于脱毒及发酵工艺的研发具有重要的指导意义。

2. 国内外研究现状分析

休哈塔假丝酵母木糖乙醇发酵的生产性能优于毕赤树干酵母，更目前更具生产应用潜力的菌株。

但是在实际的木质纤维原料水解液中，受降解产物强烈的发酵抑制作用其乙醇发酵生产性能会急剧下降甚至致死，导致生产成本大幅度增长。

尽管已经开展了大量的抑制物脱毒技术和发酵工艺的研发工作，但是收效不大，尚未找到简单、高效和低成本的理想技术和工艺。

3. 研究的基本内容与计划

本课题以休哈塔假丝酵母为目标菌株，基于摇瓶发酵体系研究典型酸类抑制物对休哈塔假丝酵母木糖发酵的影响规律，建立反应动力学曲线，检测木糖发酵关键酶的抑制特征，通过两者的关联基于生理生化水平探索被抑制的关键酶基因及其抑制规律。具体研究方案如下：

（1）甲酸抑制条件下的发酵动力学；

（2）甲酸抑制的关键酶及变化特征；

4. 研究创新点

针对木糖发酵抑制物的关键技术瓶颈，基于酵母木糖代谢和乙醇发酵转录组的测序成果，在转录水平上通过实时定量PCR技术研究细胞代谢、转录本、酶（蛋白质）活力与抑制物代谢之间的关联，多尺度探索木糖发酵抑制物的分子机制。