《Enterobacter sp.CJF-002全基因組測序及其厭氧產細菌纖維素機制研究》是依託南開大學，由李國強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Enterobacter sp.CJF-002全基因組測序及其厭氧產細菌纖維素機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李國強
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
由於具有高結晶度、高聚合度、超精細的網路結構、極高的抗張強度等獨特的性能，細菌纖維素在食品、醫藥、石油、化工及生物工程材料等領域有著巨大的套用潛力。然而，目前發現的具有商業化生產價值的菌株均為好氧產纖維素細菌，給纖維素的生產及其在油藏調剖中的套用帶來了巨大的挑戰。本課題將以在好氧和厭氧條件下均能產生纖維素的菌株CJF-002為研究對象，開展該菌的全基因組破譯及分析，纖維素合成基因及途徑的鑑定和厭氧條件下利用不同碳源合成纖維素的調控機制研究，闡明菌株CJF-002在厭氧條件下利用不同碳源合成纖維素的代謝途徑及調控機制；並期望通過基因敲除構建利用非葡萄糖或由其構成的雙糖為碳源不產纖維素的工程菌株，解決利用菌株CJF-002進行油藏深度調剖和菌液難以注入的問題。同時本課題的研究成果及其後續的研究成果將為填補液體深層靜止培養生產細菌纖維素的空白奠定基礎。
結題摘要
細菌纖維素是由細菌產生的一種胞外多糖，屬天然高分子聚合物，由葡萄糖分子以β-1,4-糖苷鍵連線而成。它作為一種新型生物材料，與植物纖維素相比，具有高化學純度和高結晶度、超精細的網狀結構、較高的彈性模量、很強的持水能力以及較高的生物相容性和生物可降解性等獨特性質，在造紙、食品、醫藥、揚聲器材、生物醫學工程、石油開採等行業中具有廣泛的套用前景。 Enterobacter sp.FY-07是從吉林扶餘油田采出液中篩選出的一株兼性厭氧產纖維素菌株。本課題，首先考察了不同氧化還原電位條件下Enterobacter sp.FY-07的纖維素產生能力,結果表明其該菌株在好氧、限氧、嚴格厭氧的條件下均可代謝生產纖維素，且產物量沒有明顯變化，說明該菌對氧氣含量不敏感。其次，對菌株進行了全基因組測序，通過同源比對預測到Enterobacter sp.FY-07含有四條與細菌纖維素合成相關的途徑。在基因組測序及細菌纖維素途徑預測的基礎上，運用基因敲除、基因回補及功能重建實驗確定了Enterobacter sp.FY-07的細菌纖維素合成途徑。本課題通過不同氧氣條件下的比較轉錄組分析，闡明了不同氧氣條件下Enterobacter sp.FY-07細菌纖維素合成機制的異同。本課題還對不同碳源條件下的轉錄組進行了比較分析，確定了不同碳源條件下細菌纖維素合成調控機制及工程菌株敲除靶點，成功構建了條件產細菌纖維素基因工程菌株。 此外，由於細菌纖維素結晶度較高限制套用。Enterobacter sp.FY-07因其不同氧氣條件下均能合成細菌纖維素的特性，可以進行深層發酵，這為細菌纖維素均勻經濟的原位改性提供了理論依據。本課題進行了Enterobacter sp.FY-07合成纖維素的原位改性研究並與葡糖醋桿菌ATCC53582的改性效果進行了對比分析。
