基因组复制工程辅助的连续进化方法(GREACE)降低工业啤酒酵母乙醛产量的机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31571942
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C2010.食品安全与品质控制
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:刘春凤; 朱林江; 李永仙; 郑飞云; 杨静静; 韩宇鹏; 杨歌; 田金凤; 曹倩雯;
- 关键词:
项目摘要
The improving of stress resistance characters in yeast strains have been realized through the evolution engineering mrthod. Generally, high acetaldehyde concentration is believed to cause disgusting flavors, shorten the flavor fresh-keep period. Because of the back mutation of traditional genetic engineering strains, the complex genetic background of beer industrial yeast and food security reasons, the progress of evolution engineering to improve the yeast acetaldehyde metabolism is slow, which limits the improvement of beer flavor and quality. The evolutionary adaptation problems on the synthesis of acetaldehyde in beer industrial yeast strain and its corresponding haploid will be researched in this study. By the method of genome replication engineering assisted continuous evolution, the gene pol3-01 will be introduced in the beer yeast strains as an exogenous disturbance factor. As a result, the acetaldehyde synthetic pathway will be weakened, and the acetic acid synthesis pathway will be strengthened. The yeast strains with low yield of acetaldehyde will be used as the model strains, the mechanism of precursor supply, synthesis and tolerance in acetaldehyde metabolism will be studied using genomic sequencing, transcriptome, molecular biology and metabolic engineering method. The strategy and related mechanism will contribute to develop the follow-up industrial beer yeast strains with excellent properties, and provide the methodological and theoretical reference for other industrial strains in metabolic engineering improvement.
进化工程改造酵母菌株已实现实验室酵母菌抗逆性状的改良。乙醛含量过高会给啤酒带来生青味、缩短啤酒的风味保鲜期。由于传统基因工程菌株易回复突变、啤酒工业酵母菌遗传背景复杂及食品安全性等原因,进化工程改善酵母乙醛代谢方面的研究进展缓慢,限制了啤酒风味的改良和啤酒品质的提升。本课题针对乙醛在啤酒酵母工业菌株及相应单倍体内合成中的进化适应性问题进行研究。通过基因组复制工程辅助连续进化方法,在啤酒酵母菌株中引入基因pol3-01作为外源扰动因素,弱化乙醛合成途径、强化乙酸合成途径,削弱乙醛在啤酒酵母中的合成代谢。以研究中得到的低产乙醛啤酒酵母菌株为模型,利用基因组测序、转录组、分子生物学和代谢工程手段,研究在乙醛合成中,前体供给,产物合成和耐受机制。本研究中采用的策略和阐明的相关机制,将为后续开发啤酒酵母工业菌株的优良性能奠定坚实的基础,并为其它工业菌株的代谢工程改造提供方法和理论上的参考。
结项摘要
乙醛是啤酒中使饮酒者“上头”的物质之一,含量过高对啤酒风味具有不良影响。所以降低乙醛含量是目前啤酒行业需要解决的问题之一。啤酒酵母(Saccharomyces pastorianus, syn. Saccharomyces carlsbergensis)是啤酒酿造的灵魂,乙醛在啤酒中主要来自酵母代谢,因此,获得低产乙醛酵母菌株才是降低乙醛含量的根本途径。本课题采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术结合双硫仑-甲吡唑双抑制剂进行定向筛选,最终获得一种高效的低产乙醛酵母筛选培养基配方;进而构建了啤酒酵母表达系统,通过基因组复制工程辅助连续进化方法,获得低产乙醛啤酒酵母菌株;基于对出发菌株M14的全基因组测序,以及出发菌株和优选菌株MGA的转录组学分析结果,对酵母菌株低产乙醛的机制进行了多系统性层次分析;并通过强化TCA循环途径,使得发酵液中乙醛含量显著降低,进而考察了醇脱氢酶及NADH对啤酒发酵的影响,提出了利用反向代谢工程和辅因子工程手段增加啤酒酵母细胞内NADH/NAD+比率,降低啤酒产品中乙醛含量的新策略,为啤酒酵母菌株的乙醛代谢调控提供了有力的数据参考。
项目成果
期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
蛋氨酸、半胱氨酸及苏氨酸对啤酒酵母产二氧化硫和乙醛的影响
- DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.019391
- 发表时间:2019
- 期刊:食品与发酵工业
- 影响因子:--
- 作者:毛江川;王金晶;郑飞云;刘春凤;钮成拓;李崎
- 通讯作者:李崎
两株lager啤酒酵母在传代及自溶过程中生理性能差异的比较
- DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.017209
- 发表时间:2018
- 期刊:食品与发酵工业
- 影响因子:--
- 作者:丁华建;段鸿绪;王金晶;李崎;李永仙;郑飞云;刘春凤;钮成拓
- 通讯作者:钮成拓
顶空固相微萃取结合气相色谱质谱-嗅闻联用技术鉴定巧克力麦芽中可可特征风味物质
- DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.016780
- 发表时间:2018
- 期刊:食品与发酵工业
- 影响因子:--
- 作者:秦奔;张海鹏;郑飞云;钮成拓;刘春凤;王金晶;李永仙;李崎
- 通讯作者:李崎
啤酒酵母细胞壁环境压力应答机制研究进展
- DOI:10.13345/j.cjb.180513
- 发表时间:2019
- 期刊:生物工程学报
- 影响因子:--
- 作者:张明芳;王金晶;钮成拓;李永仙;郑飞云;刘春凤;李崎
- 通讯作者:李崎
桑葚果酒发酵过程中功能性物质的检测及其变化情况
- DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.018174
- 发表时间:2019
- 期刊:食品与发酵工业
- 影响因子:--
- 作者:钮成拓;李正学;范林旭;曲冠颐;王松涛;李令;李凯;张睿;郑鹏飞;李崎
- 通讯作者:李崎
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其他文献
红色系麦芽的颜色判定
- DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.018518
- 发表时间:2019
- 期刊:食品与发酵工业
- 影响因子:--
- 作者:李东东;郑飞云;周虓岳;钮成拓;刘春凤;王金晶;李永仙;李崎
- 通讯作者:李崎
Lager啤酒酵母RLM1基因调控对其抗自溶性能的影响
- DOI:10.13345/j.cjb.180530
- 发表时间:2019
- 期刊:生物工程学报
- 影响因子:--
- 作者:王金晶;李梦琦;侯丹;许维娜;郑飞云;刘春凤;钮成拓;李崎
- 通讯作者:李崎
压力耐受啤酒酵母的筛选及其RT-PCR研究
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:食品与发酵工业
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- 作者:李欣儿;王金晶;李崎
- 通讯作者:李崎
上皮间质转化在干细胞诱导分化及肿瘤发生中的作用
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:中国组织工程研究
- 影响因子:--
- 作者:张风波;李玲丽;江欣星;马燕琳;李崎
- 通讯作者:李崎
Lager酵母中CRISPR-Cas9基因敲除系统的构建
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:东北农业大学学报
- 影响因子:--
- 作者:李梦琦;张可心;郑飞云;钮成拓;刘春凤;李崎;王金晶
- 通讯作者:王金晶
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