Original scientific paper

https://doi.org/10.17113/ftb.57.01.19.5685

Novi pristup u konstrukciji hibridnih sojeva kvasca Saccharomyces cerevisiae za proizvodnju bioetanola

Anamarija Štafa orcid.org/0000-0001-7534-2900 ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory for Biology and Microbial Genetics, Kršnjavoga 25, 10000 Zagreb, Croatia
Bojan Žunar orcid.org/0000-0002-6855-7222 ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory for Biology and Microbial Genetics, Kršnjavoga 25, 10000 Zagreb, Croatia
Andrea Pranklin ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory for Biology and Microbial Genetics, Kršnjavoga 25, 10000 Zagreb, Croatia
Antonio Zandona orcid.org/0000-0002-3937-3520 ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory for Biology and Microbial Genetics, Kršnjavoga 25, 10000 Zagreb, Croatia
Marina Svetec Miklenić ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory for Biology and Microbial Genetics, Kršnjavoga 25, 10000 Zagreb, Croatia
Božidar Šantek orcid.org/0000-0001-9583-534X ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory for Biochemical Engineering, Industrial Microbiology and Malting and Brewing Technology, Kačićeva 28, 10000 Zagreb, Croatia
Ivan Krešimir Svetec orcid.org/0000-0002-0469-2652 ; University of Zagreb, Faculty of Food Technology and Biotechnology, Department of Biochemical Engineering, Laboratory for Biology and Microbial Genetics, Kršnjavoga 25, 10000 Zagreb, Croatia

Abstract

Za proizvodnju bioetanola iz lignoceluloznih hidrolizata potreban je proizvodni soj koji dobro podnosi prisutnost inhibitora rasta i fermentacije te veliku koncentraciju etanola. Stoga smo konstruirali hibridne diploide kvasca Saccharomyces cerevisiae međusobnim križanjem dvaju prirodnih izolata, Yllcl 7_E5 i UWOPS87-2421. Soj Yllcl 7_E5 izoliran je iz vina kao dobar proizvođač etanola, a soj UWOPS87-2421 izoliran je iz cvijeta kaktusa Opuntia megacantha i otporan je na inhibitore koji se mogu naći u lignoceluloznim hidrolizatima. Hibridni sojevi rasli su brže od ishodnih sojeva u odsutnosti i prisutnosti octene i levulinske kiseline te 2-furaldehida, koji se često nalaze kao inhibitori rasta u lignoceluloznim hidrolizatima, a pojačana ekspresija gena YAPI povećala je preživljenje testiranih sojeva. Također, pojedini su hibridni sojevi, iako potječu od dvaju istih ishodnih sojeva, pokazali različit fermentativni potencijal u testu proizvodnje C02, što upućuje na njihovu genetičku varijabilnost koja omogućava daljnju selekciju poželjnih svojstava. Iz naših se rezultata može zaključiti da se kombiniranjem konstrukcije hibridnih sojeva i metoda genetičkog inženjerstva mogu oplemeniti i razviti novi biotehnološki relevantni sojevi kvasca S. cerevisiae. Osim toga, utvrđeno je da je uspješnost ciljanja gena u prirodnim izolatima S. cerevisiae (Yllcl 7_E5a and UWOPS87-2421 a) daleko manja nego u laboratorijskim sojevima, a najčešći aberantni događaj bio je duplikacija ciljanog kromosoma.

Keywords

kvasac Saccharomyces cerevisiae; hibridni sojevi; lignocelulozni hidrolizat; inhibitori rasta i fermentacije; ciljanje gena

Hrčak ID:

218873

URI

https://hrcak.srce.hr/218873

Publication date:

29.3.2019.

Article data in other languages: english

Visits: 1.832 *