木质纤维素水解液中抑制剂对发酵性丝孢酵母T.fermentans HWZ004细胞生长和油脂积累的影响规律及其机理研究

发酵性丝孢酵母T. fermentans HWZ004是一株自行筛选和驯化的能以预处理的木质纤维素水解液为原料高产微生物油脂的酵母菌。本课题将研究木质纤维素水解液中不同种类抑制剂单独存在或以不同组合存在时对发酵性丝孢酵母细胞生长的比生长速率、糖消耗速率及消耗量、生物量、油脂含量、油脂产率、底物转化率和油脂脂肪酸组成的影响，阐明抑制剂对发酵性丝孢酵母细胞生长和油脂积累的影响规律；采用蛋白质组学技术研究抑制剂对发酵性丝孢酵母细胞代谢途径中功能蛋白质表达量的影响，根据鉴定出的差异蛋白的生物学功能，阐明抑制剂对发酵性丝孢酵母细胞糖代谢、脂代谢等代谢过程的影响规律；结合抑制剂对细胞生理生化特性及油脂合成途径中关键酶活力的影响，揭示抑制剂对发酵性丝孢酵母细胞生长和油脂积累的影响机理。本研究将奠定利用木质纤维素发酵产微生物油脂的理论基础，对微生物利用木质纤维素发酵生产其他化学品亦具有借鉴作用。

发酵性丝孢酵母Trichosporon fermentans HWZ004是一株自行筛选和驯化的能以预处理的木质纤维素水解液为原料高产微生物油脂的酵母菌。本项目研究了木质纤维素水解液中不同种类抑制剂 (10种有机酸、5种醛类物质和4种醇类物质)单独存在或以不同组合存在时对发酵性丝孢酵母T. fermentans细胞生长的比生长速率、糖消耗速率及消耗量、生物量、油脂含量、油脂产率、底物转化率和油脂的脂肪酸组成的影响，阐明了抑制剂对发酵性丝孢酵母T. fermentans细胞生长和油脂积累的影响规律；通过进一步研究抑制剂对发酵性丝孢酵母糖代谢、油脂合成途径中的关键酶(苹果酸酶、柠檬酸裂解酶)及木糖还原酶活力、细胞形态、细胞膜完整性、胞内pH及膜电势的影响规律，揭示了抑制剂对发酵性丝孢酵母细胞生长与油脂积累的抑制机理主要包括对糖代谢、油脂合成途径中的关键酶(苹果酸酶、柠檬酸裂解酶)及木糖还原酶活力产生抑制作用，破坏细胞膜的完整性，降低胞内pH等。本项目的创新之处在于首次研究了木质纤维素水解液中不同种类抑制剂对发酵性丝孢酵母T. fermentans发酵产油脂的影响，阐明了抑制剂对发酵性丝孢酵母细胞生长与油脂积累的影响规律及其机理，为后续菌株改造，发酵与脱毒过程优化提供了理论依据；而发酵性丝孢酵母基于不同木质纤维素水解液发酵产脂体系的建立，可望降低微生物油脂的成本。此外，该研究对微生物细胞利用木质纤维素发酵生产其他化学品亦具有借鉴作用。