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一种酵母表达载体的构建方法及其制备木聚糖酶的方法和应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-07-10 13:42:22

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 李静想 | 2023-07-10 13:42:22

本发明公开了一种酵母表达载体的构建方法,包括以下步骤,以木聚糖酶基因片段构建pMD‑Xyn载体,利用限制性内切酶对pMD‑Xyn载体进行酶切,胶回收木聚糖酶基因片段,利用限制性内切酶酶切pPICZαA载体,将胶回收的木聚糖酶基因片段与酶切后的pPICZαA载体连接,导入大肠杆菌感受态细胞DH5α,转化构建pPICZαA‑Xyn载体。本发明基于香菇菌在发酵秸秆过程中能够产生木聚糖酶有效降解秸秆中木质纤维素的主要成分木聚糖,以其木聚糖酶基因构建了一种含木聚糖酶基因的酵母表达载体,以为木聚糖酶的商业化生产、秸秆类饲料的反刍动物利用方面提供理论基础和技术支撑。

1.一种酵母表达载体的构建方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)采用PCR进行体外扩增获得香菇木聚糖酶基因片段,所述香菇木聚糖酶基因片段的序列为SEQ ID NO:l;(2)以香菇木聚糖酶基因片段构建pMD‑Xyn载体;(3)利用限制性内切酶对pMD‑Xyn载体进行酶切,胶回收木聚糖酶基因片段;(4)利用限制性内切酶酶切pPICZαA载体;(5)将步骤3中胶回收的木聚糖酶基因片段与步骤4中酶切后的pPICZαA载体连接,导入大肠杆菌感受态细胞DH5α,转化大肠杆菌构建pPICZαA‑Xyn载体,再利用质粒提取试剂盒从重组大肠杆菌中提取pPICZαA‑Xyn载体;所述pPICZαA‑Xyn载体基因序列为SEQ ID NO:2;步骤(2)中所述构建pMD‑Xyn载体的方法为:以木聚糖酶基因片段连接pMD 18‑T载体,转化大肠杆菌构建pMD‑Xyn载体,所述pMD 18‑T载体基因序列为SEQ ID NO:3。

我国农业领域每年产生大量的农作物秸秆,以稻草、玉米秸秆、小麦秸秆为典型代表。这些秸秆中含有大量的纤维素、半纤维素等碳水化合物,是反刍动物的重要饲料来源(赵蒙蒙等,几种农作物秸秆的成分分析,材料导报,2011(16):122‑125)。但生产中,这些秸秆并没有被广泛的用于畜牧养殖业,大部分被直接焚烧(曹国良等,中国区域农田秸秆露天焚烧排放量的估算,科学通报,2007(15):1826‑183)或腐解还田,不仅浪费了资源,还严重污染环境。究其原因在于,秸秆中的木质纤维素结构复杂,瘤胃可消化性低,尽管瘤胃中存在大量能够降解粗纤维的微生物,但对秸秆的降解率仍低于50%,若使用不当,还会影响动物采食量,降低生产性能(Vallejo,L.H.,*** of xylanase supplementation on feed intake,digestibility and ruminal fermentation in Rambouillet *** of Agricultural Science,2016.154(6):1110‑1117)。以往多采用酸化、碱化等方式处理油菜秸秆,但其残留的酸碱,会对动物本身造成伤害,而且污染环境(张文杰等,秸秆处理方法的研究进展,中国畜牧兽医,2011(07):30‑33)。与上述化学方法相比,利用能够降解纤维素或半纤维素的酶制剂,则绿色、安全、无污染,且可提高饲料的适口性和利用率。 因此,寻找能够在瘤胃环境下有效降解秸秆的木聚糖酶,是目前亟待解决的问题。

江西农业大学位于江西省南昌市,是中华人民共和国农业农村部、中华人民共和国国家林业和草原局与江西省人民政府共建的全国重点大学,是国家中西部高校基础能力建设工程高校、江西省一流学科建设高校,入选国家首批卓越农林人才教育培养计划、国家“2011计划”、国家大学生文化素质教育基地、国家级大学生创新创业训练计划、江西省卓越工程师教育培养计划。

本发明成功构建了表达载体pPICZαA‑Xyn,在毕赤酵母菌中表达具有较高的酶活性,且生产的木聚糖酶的最适作用温度与瘤胃的温度环境(39‑42℃)匹配,可以用于反刍动物的生产中。此外,本发明生产的木聚糖酶在80℃条件下,还能保持近60%的活性,具有耐高温的特性,可用于饲料的高温制粒,增加了该酶的利用途径。

本发明还提供了一种利用木聚糖酶提高农作物秸秆瘤胃利用率的方法:在每千克秸秆饲料中添加权利要求5‑9所制备的木聚糖酶300‑500μg。

本发明针对秸秆类饲料在反刍动物生产中利用率低的现实问题,利用现代分子技术克隆并表达了一种能够有效提高秸秆瘤胃利用率的木聚糖酶,活性高、耐高温,能够作为饲料添加剂进行商业化生产和应用。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。