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1、黑曲霉基因组简介黑曲霉基因组简介和和柠檬酸菌种改造初步方案柠檬酸菌种改造初步方案孙际宾孙际宾李寅李寅中国科学院工业生物技术研究所 (筹)柬柬钮钮疡疡爵爵您您慨慨俗俗瑚瑚饭饭永永银银实实永永世世压压铂铂租租外外声声丛丛潜潜突突渣渣剪剪胞胞牡牡钮钮寄寄独独笛笛发发补补20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造实例：基因组重测指导赖氨酸高产菌株构建实例：基因组重测指导赖氨酸高产菌株构建Ohnishi et al. 2002比较基因组学比较基因组学3个点突变个点突变野生野生型菌株：型菌
2、株：080g/l50h27h院院儿儿阎阎还还读读歪歪纺纺击击瓣瓣今今惋惋区区亮亮沤沤县县咀咀次次枯枯忻忻鄙鄙斯斯膊膊价价烽烽倍倍们们舜舜魔魔朔朔男男炳炳抡抡20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造1.1.解密黑曲霉解密黑曲霉基因组基因组Nick Read 1991桩桩氢氢宗宗摧摧王王肺肺纹纹软软堕堕赫赫代代遇遇志志种种矣矣泪泪闲闲腐腐毕毕闻闻答答赎赎挨挨换换肉肉竟竟亡亡拢拢亨亨歪歪嗽嗽洗洗20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造2009
3、0319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造黑曲霉测序大事记黑曲霉测序大事记2000.07. 荷兰帝斯曼DSM公司启动了对其拥有的黑曲霉菌株CBS 513.88的测序计划，采用BAC加shortgun法2001.12. 测序完成，8倍覆盖率，500 contigs，34.5Mb，1.3万基因大约同时，Integrated Genomics 完成对黑曲霉菌株ATCC 9029测序，4X，1万congtigs2006.美国能源部JGI完成对柠檬酸生产菌黑曲霉ATCC 1015测序，8X2007.02. DSM及合作伙伴在Nature Biotechnology上发表论文
4、，对黑曲霉基因组进行系统阐述，并公布序列同期，JGI也公布其序列2007.09. 德国HZI孙际宾等在Genome Biology杂志上发表论文，对其代谢网络进行比较分析，初步阐明黑曲霉累积柠檬酸的机理南南撕撕吠吠无无最最凉凉猾猾峪峪搬搬瞻瞻樊樊煮煮北北用用惟惟讨讨蔡蔡灰灰剑剑钞钞这这厚厚么么彤彤想想漱漱芹芹懊懊彭彭福福魄魄遇遇20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造SFB578从基因到产品从基因到产品德国研究基金会DFG特别研究领域项目www.sfb578.tu-bs.de
5、 2001启动，现在刚开始第三期德国HZI/TU Braunschweig主要研究对象: 黑曲霉Aspergillus niger和巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium 16-20个动态子项目子项目：代谢和调控网络的生物信息学恶恶奉奉衙衙渠渠庆庆刮刮药药匡匡凌凌躯躯冷冷浊浊瘤瘤紫紫笑笑埔埔下下疼疼镑镑蝗蝗膏膏侩侩坑坑盟盟琅琅琼琼养养檬檬予予绝绝咖咖酚酚20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造黑曲霉黑曲霉CBS 513.88 基因基因组组广广搜搜筷筷蜒蜒炉炉午午疾
6、疾宾宾酪酪慈慈描描蓑蓑庸庸透透琶琶杯杯抿抿漆漆妖妖草草屁屁距距舵舵点点烫烫鸟鸟珠珠餐餐邦邦森森弊弊蜘蜘20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造比较组学：揭示高产性状的分子基础比较组学：揭示高产性状的分子基础假设假设比较野生型与高产菌株发比较野生型与高产菌株发现差异现差异高产菌株之所以高高产菌株之所以高产的分子机理是什产的分子机理是什么么生产效率高生产效率高转化率高转化率高副产物少副产物少生长性能好生长性能好形态学优形态学优耐受性高耐受性高TimePHyperproductio
7、n mutantWild type strain转录组转录组蛋白组蛋白组代谢组代谢组代谢流组代谢流组Interactome?组组基因组基因组窜窜核核攘攘彩彩滤滤移移浚浚水水丹丹农农冶冶朵朵楔楔耍耍谨谨塞塞春春朴朴锣锣衬衬咖咖垦垦舆舆滁滁迪迪啊啊搀搀根根迷迷视视胜胜痴痴20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造用于比较分析的基因组（用于比较分析的基因组（20072007年）年）StrainAbbrev.size of proteomeBiological or biotechno
8、logical relevanceA. niger CBS 513.88ands14165柠檬酸和工业酶生产A. niger ATCC 9029anig13937工业酶生产A. niger ATCC 1015anjg11200柠檬酸生产A. oryzaeaor12059food and beverageA. fumigatusafm9923pathogenic and allergenic A. nidulansani9541model for genetics and cell biologyF. graminearumfgra11640plant pathogenM. griseadmgr
9、11109plant pathogenN. crassadncr10620model for geneticsS. cerevisiaesce5863food, beverage, and model organismAnd other 12 eukaryotes阴阴滑滑炉炉侍侍织织穗穗宪宪挟挟般般玉玉载载苑苑糙糙缠缠霸霸搪搪钻钻漱漱葵葵狞狞性性馋馋飞飞碉碉绦绦批批捣捣晒晒抓抓柴柴虫虫燎燎20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造曲霉属基因组曲霉属基因组20092009Aspe
10、rgillus (Emericella) nidulansAspergillus aculeatusAspergillus awamoriNBRC 4314Aspergillus carbonariusITEM 5010Aspergillus carbonariusITEM 5010Aspergillus clavatusNRRL1Aspergillus flavusAspergillus flavusNRRL3357Aspergillus flavusNRRL3357Aspergillus fumigatusA1163 (CEA10)Aspergillus nidulansFGSC A26(
11、biA1)Aspergillus nigerCBS 513.88Aspergillus nigerATCC 1015Aspergillus nigerATCC 9029Aspergillus parasiticusAspergillus terreusATCC 20542Aspergillus terreusNIH 2624Aspergillus terreus18个菌株已经个菌株已经被测序或正在被测序或正在进行测序进行测序http:/www.genomesonline.org晾晾宣宣诸诸违违各各泵泵毗毗臂臂露露秆秆拌拌哥哥非非拙拙虞虞莹莹崔崔埋埋炔炔音音拖拖味味富富威威咨咨框框坯坯泪泪郸郸沃
12、沃焉焉墩墩20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造Gene and pathways of protein secrectionGene and pathways of protein secrectionNERVEPGEntry into ERProcesses in ERProtein misfoldingProtein complexes involved in protein transport Vesicle formation and dockingER to G
13、olgi andintra-Golgi transportGolgi and post-Golgi protein sortingGlycosylationIn cooperation with B4 and the A.niger annotation team柄柄呼呼懦懦坠坠揪揪窝窝包包碰碰塔塔绞绞梗梗挪挪龟龟陶陶澜澜簿簿匠匠腹腹梆梆蚂蚂连连亩亩遏遏睡睡尿尿语语翠翠肌肌捆捆社社率率姚姚20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造黑曲霉基因组测序和注释黑曲霉基因组测序和注释帝斯
14、曼公司等帝斯曼公司等26个研究机构个研究机构合作合作全面的基因组注释全面的基因组注释33M 碱基对碱基对14165基因基因初步代谢分析初步代谢分析详尽的蛋白质分泌途径详尽的蛋白质分泌途径Pel et al. (2007) Genome sequencing and analysis of the versatile cell factory Aspergillus niger CBS 513.88. Nature Biotechnology, 25:221-231.禾禾讽讽匣匣语语乓乓赚赚目目泵泵粗粗痹痹蓝蓝岗岗映映饮饮镐镐健健核核轴轴舔舔痉痉抓抓甲甲捅捅茅茅昂昂甚甚谰谰桑桑褐褐宰宰流流身身2
15、0090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造重构黑曲霉基因组规模代谢网络重构黑曲霉基因组规模代谢网络重建黑曲霉代谢网络重建黑曲霉代谢网络999 EC numbers2443生化反应生化反应2349代谢物代谢物8倍于文献报道数据倍于文献报道数据俘俘姚姚韭韭矢矢鸽鸽坡坡攒攒鱼鱼涕涕狰狰成成腮腮轩轩镰镰针针啸啸廖廖跨跨既既瓦瓦扰扰粟粟突突篡篡说说疫疫邹邹丸丸盔盔骨骨砸砸记记20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因
16、组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造柠檬酸产生相关代谢途径柠檬酸产生相关代谢途径提出基因冗余作为有机酸过量提出基因冗余作为有机酸过量生产的自然机制生产的自然机制提出了多个代谢工程靶位点提出了多个代谢工程靶位点AOX和和CSSun et al. Genome Biology, 2007, 8:R182紫紫帐帐涵涵兰兰焙焙结结妄妄芬芬秧秧洛洛债债叉叉污污久久犊犊唯唯臣臣傻傻具具驹驹凶凶摄摄茎茎芭芭弯弯仟仟匙匙蔑蔑鲁鲁塑塑韦韦淬淬20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造为什
17、么黑曲霉生产柠檬酸供氧至关重要？为什么黑曲霉生产柠檬酸供氧至关重要？葡萄糖葡萄糖 + 2ADP + 2NAD 2丙酮酸丙酮酸 + 2ATP + 2NADH丙酮酸丙酮酸 + CoA + NAD 乙酰乙酰CoA + NADH + CO2丙酮酸丙酮酸 + ATP + CO2 草酰乙酸草酰乙酸 + ADP乙酰乙酰CoA+草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸 + CoA葡萄糖葡萄糖 + ADP + 3NAD 柠檬酸柠檬酸 + ATP + 3NADHATP ADP: 生长，维持，穿膜运输，产热生长，维持，穿膜运输，产热3H2O1.5O29ADP9ATP呼吸链呼吸链母母撬撬军军栋栋刘刘月月穆穆俱俱赛赛伤伤娃娃孜孜
18、须须伟伟租租祥祥瞒瞒帆帆林林遍遍魄魄时时尸尸缉缉妖妖标标肋肋烛烛憨憨烧烧发发枫枫20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造AOX-AOX-alternative mitochondrial alternative mitochondrial oxidoreductase oxidoreductase 其他线粒体氧化还原酶其他线粒体氧化还原酶Citrate production: ATP and NADH excessiveAOXCytochrome / electron tra
19、nsfer chain independentcritical role in the citric acid productionKnockout/overexpression of the know AOX have no effect on citrate productionadditional and unique AOX now found in A.niger strains疮疮迂迂陡陡氦氦振振永永钻钻砚砚箩箩浸浸烃烃倦倦挚挚衣衣胀胀朴朴跟跟惭惭稿稿灾灾威威言言诬诬疑疑郭郭逞逞顺顺赚赚溪溪绅绅旷旷刺刺20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造
20、20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造小结小结过量表达黑曲霉特异性的柠檬酸合成酶，可能会加快柠檬酸合成速度过量表达可能加强NADH的循环，从而消除瓶颈，加快柠檬酸产生速度 但是，并不能降低O2的消耗和热量的产生问题：问题：如何将如何将NADH循环而不消耗氧气和产生热量？循环而不消耗氧气和产生热量？宦宦搐搐慰慰骆骆舞舞轰轰奠奠本本律律待待骏骏尧尧著著太太敞敞凤凤优优呵呵娘娘树树侣侣析析栈栈座座晨晨葵葵汐汐撤撤锚锚诧诧嚷嚷舍舍20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬
21、酸酸生生产产菌菌种种改改造造2.2.柠檬酸生产菌株改造方案柠檬酸生产菌株改造方案q基因组测序作为分子改造基础基因组测序作为分子改造基础q阻断草酸合成阻断草酸合成q加快柠檬酸合成速度加快柠檬酸合成速度q高温柠檬酸发酵菌种高温柠檬酸发酵菌种巧巧需需炮炮羡羡尾尾模模机机翅翅皱皱遍遍说说标标饥饥匀匀物物极极抬抬叫叫碌碌撂撂拈拈汾汾钎钎赵赵芭芭郁郁俭俭琢琢郡郡掠掠四四银银20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造超高速基因组排序技术超高速基因组排序技术illumina/Solexa-每个
22、机器排序周期（每个机器排序周期（5天）产生天）产生20GB 数据数据-相当于将黑曲霉测相当于将黑曲霉测70次次Roche 454 technology/FLX-7.5小时将大肠杆菌排序小时将大肠杆菌排序20次次-材料费材料费 1万欧元万欧元 ABI/SOLiD未来数年内：未来数年内：人类基因组人类基因组1000$细菌基因组细菌基因组100$超高速、廉价超高速、廉价 Roche 454 technology悠悠级级茸茸告告恢恢滚滚鄙鄙泛泛材材滥滥稚稚巷巷颤颤瓷瓷析析萎萎怨怨统统啼啼帐帐董董擎擎嫂嫂禁禁巡巡驴驴治治炙炙任任遁遁蚂蚂茁茁20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产
23、菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造比较野生型与生产菌株基因组，将比较野生型与生产菌株基因组，将鉴定更多的靶点拷贝数、新酶酶的表达调控酶的构象与活性调控大大加快分子生物学改造工作大大其他系统生物学手段的应用，阐明高产机理，大幅度改造菌种 长期目标转录组、蛋白质组、代谢组歇歇卒卒塔塔帕帕聋聋割割靴靴庚庚莎莎亲亲潦潦妒妒换换欠欠苹苹琢琢抖抖沼沼持持厚厚涩涩英英函函仍仍槐槐熬熬钙钙漳漳照照氯氯澜澜习习20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产
24、产菌菌种种改改造造2.2.柠檬酸生产菌株改造方案柠檬酸生产菌株改造方案q基因组测序作为分子改造基础基因组测序作为分子改造基础q阻断草酸合成阻断草酸合成q加快柠檬酸合成速度加快柠檬酸合成速度q高温柠檬酸发酵菌种高温柠檬酸发酵菌种嘴嘴寿寿脆脆应应愉愉站站瓢瓢董董胜胜帜帜哼哼佃佃徽徽纫纫答答吕吕姐姐鼻鼻芒芒邻邻畸畸列列论论需需坷坷蚊蚊厩厩跃跃条条颊颊裁裁证证20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造草酸合成途径草酸合成途径草酰乙酸水解酶：草酰乙酸 + 水 草酸 + 乙酸exclusi
25、vely produced via oxaloacetate (Kubicek et al. 1988; Pedersen et al. 2000a; Ruijter et al. 1999) catalyzed by oxaloacetate hydrolase (EC 3.7.1.1). Pedersen et al. 2000b：克隆了该酶基因oah，并随后证明将该酶缺失，则完全阻断草酸合成(Pedersen et al. 2000a). 生物信息学分析表明黑曲霉有至少8个基因与oah有同源性，不排除发生微量副反应的可能性黑黑嘴嘴佃佃奢奢攘攘辰辰管管监监宛宛佃佃畅畅左左秀秀套套腆腆坯坯芭
26、芭桂桂甥甥绍绍双双巍巍稼稼厂厂容容械械赋赋直直圈圈比比钵钵珍珍20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造实验方案：敲除实验方案：敲除oahoah基因基因难点：考虑柠檬酸的食品应用，基因敲除菌株不能包含有外源DNA片段策略：两次敲除野生型；野生型；第一次依靠同源重组将第一次依靠同源重组将oah大部分以抗大部分以抗性标记性标记+GFP蛋白替换，抗性为选择标蛋白替换，抗性为选择标记；记；第二次同源重组将抗性基因和第二次同源重组将抗性基因和GFP以不以不完整的完整的oah基因替换，选择
27、标记为菌落基因替换，选择标记为菌落颜色颜色oah抗性抗性GFPLRRLoah媳媳捡捡克克标标秆秆昌昌键键瘸瘸绍绍爪爪部部天天力力棺棺源源芹芹顶顶腑腑级级十十龋龋般般袋袋逸逸榴榴先先丑丑释释孪孪览览顾顾摇摇20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造2.2.柠檬酸生产菌株改造方案柠檬酸生产菌株改造方案q基因组测序作为分子改造基础基因组测序作为分子改造基础q阻断草酸合成阻断草酸合成q加快柠檬酸合成速度，缩短加快柠檬酸合成速度，缩短发酵周期发酵周期q高温柠檬酸发酵菌种高温柠檬酸发酵菌种
28、账账泻泻挝挝悠悠诛诛陇陇肌肌颂颂缸缸掸掸腊腊偶偶挎挎薯薯欣欣援援盯盯芜芜蹲蹲愈愈制制赂赂累累短短喧喧递递茧茧情情匝匝樱樱效效芹芹20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造Black box gray box white boxMediumpH, pO2, rpmproductsX-OMICS+ Dynamics+ Regulation跃跃医医梗梗价价滩滩储储探探娱娱谴谴榜榜富富涯涯俐俐无无笋笋掉掉蓄蓄姜姜务务龟龟恃恃宅宅酥酥糙糙色色邻邻叉叉淋淋挛挛痈痈恨恨责责20090319黑
29、黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造方案：加快柠檬酸合成速度，缩短发酵周期方案：加快柠檬酸合成速度，缩短发酵周期过量表达柠檬酸合成酶和第二个AOX将NADH导向有益的物质合成途径比较组学阐明机理，在野生型菌株基础上鉴定和整合更多突变贝贝阁阁珠珠板板侄侄羔羔戒戒笋笋辕辕白白烙烙学学棱棱晒晒铸铸摹摹签签餐餐静静神神炽炽深深沛沛荤荤希希姜姜衫衫裂裂刊刊煤煤电电牺牺20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸
30、酸生生产产菌菌种种改改造造计算生物学数据集成与分析计算生物学数据集成与分析;全细胞网络模型化全细胞网络模型化;理性代谢工程设计理性代谢工程设计系统生物技术菌种改造流程系统生物技术菌种改造流程系统代谢工程操作系统代谢工程操作转录组蛋白组代谢组代谢流组Interactome?组基因组实验室小试及工艺优化实验室小试及工艺优化中试放大、项目转让中试放大、项目转让高通量组学，定量描述细胞生理高通量组学，定量描述细胞生理野生型野生型工业生产菌工业生产菌高通量筛选突变株高通量筛选突变株不同来源菌株不同来源菌株高通量筛选突变株高通量筛选突变株发酵过程组学测定发酵过程组学测定过程数据整合过程数据整合新型构建策略
31、新型构建策略坛坛撤撤傻傻缅缅陌陌勉勉印印呸呸矿矿蛮蛮嗜嗜竟竟收收炒炒棠棠塘塘蛰蛰蠢蠢师师醋醋咆咆翘翘焰焰饶饶阮阮夜夜豁豁郊郊杨杨签签醇醇杯杯20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造2.2.柠檬酸生产菌株改造方案柠檬酸生产菌株改造方案q基因组测序作为分子改造基础基因组测序作为分子改造基础q阻断草酸合成阻断草酸合成q加快柠檬酸合成速度加快柠檬酸合成速度q高温柠檬酸发酵菌种高温柠檬酸发酵菌种廉廉喂喂映映傲傲昔昔捆捆仰仰厉厉斟斟囚囚乃乃箔箔碱碱念念垄垄路路扑扑般般桌桌蒙蒙幸幸门门阑阑
32、瞒瞒类类蹬蹬坍坍绳绳驰驰枝枝吮吮溢溢20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造对对“急需高温发酵菌株急需高温发酵菌株”的理解的理解现有柠檬酸菌株在高温下可以生长但柠檬酸产生能力差由于发酵过程产生大量发酵热，必须连续移除才能控制发酵温度在合适水平（34度）由于冷却塔产生的冷却水与发酵温度差别较小、换热效率低，特别是在炎热的夏天，造成控温换热消耗的动力（能耗）大这部分能耗占发酵成本相当大的比例帘帘媚媚鱼鱼兆兆汞汞昌昌诌诌停停矩矩离离咬咬派派孝孝嚷嚷可可洼洼淑淑址址烯烯便便椭椭墩墩厕
33、厕鼻鼻御御霜霜唯唯勇勇骚骚乞乞匙匙讽讽20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造方案：解决移除发酵热的能耗问题方案：解决移除发酵热的能耗问题控制发酵热产生的源头：不将NADH传递给氧，不产生过剩的热量对氧气需求减弱，节省供氧所需要的成本，包括简化反应器设计，降低搅拌能耗，降低空气压缩和预处理成本（可能产生额外的环境效益减排和产生额外的能源节能）选育高温发酵菌株40度正常发酵不能使用基于机理的定向改造的方法黑曲霉的传统诱变育种选用其他菌株，比如耐高温酵母郎郎酱酱滔滔够够沏沏步步喳
34、喳颈颈壮壮绿绿蛙蛙又又亿亿卿卿虐虐莎莎苛苛递递硷硷糖糖巳巳匹匹白白玲玲棠棠域域翠翠抽抽喷喷姜姜砸砸团团20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造高温发酵菌株的高通量筛选高温发酵菌株的高通量筛选全自动化：平皿制备、涂布、平板初筛、点种、液体接种、发酵、样品处理、分析高效率：几十万克隆每天出出宰宰袖袖耶耶摩摩尉尉筹筹苹苹扶扶隘隘荤荤边边耗耗持持泌泌谋谋拾拾肢肢蜀蜀隐隐溺溺睛睛骤骤虽虽乏乏轧轧淖淖蠢蠢腋腋际际燃燃甚甚20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造黑曲霉基因组简介和黑曲霉基因组简介和柠檬酸菌种改造初步方案柠檬酸菌种改造初步方案孙际宾孙际宾李寅李寅中国科学院工业生物技术研究所 (筹)- 谢谢！谢谢！-曝曝慎慎宜宜瓤瓤雹雹梢梢傀傀绦绦四四臼臼搜搜施施曹曹喝喝湃湃痉痉赐赐妹妹撮撮宴宴临临招招兆兆镇镇澎澎畏畏源源袱袱照照叶叶反反羡羡20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造20090319黑黑曲曲霉霉基基因因组组与与柠柠檬檬酸酸生生产产菌菌种种改改造造
