丙酮丁醇梭菌的遺傳操作系統(tǒng)

董紅軍，張延平，李寅

中國科學(xué)院微生物研究所，北京 100101

細(xì)胞工廠的構(gòu)建技術(shù)

丙酮丁醇梭菌的遺傳操作系統(tǒng)

董紅軍，張延平，李寅

中國科學(xué)院微生物研究所，北京 100101

丙酮丁醇梭菌是極具潛力的替代燃料——生物丁醇的合成菌，受到各國研究者的普遍關(guān)注。丙酮丁醇梭菌菌株改造是生物丁醇產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的一項重要工作，其中遺傳操作是核心內(nèi)容之一。以下對丙酮丁醇梭菌的遺傳操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史、種類和原理進(jìn)行了綜述，分析了目前幾種遺傳操作系統(tǒng)的局限性，并對其發(fā)展進(jìn)行了展望。

丙酮丁醇梭菌，丁醇，菌株改造，遺傳操作系統(tǒng)

Abstract:Clostridium acetobutylicum, a biofuel-butanol producer, has attracted worldwide interests. Strain improvement is important for the process of biobutanol industrialization where efficient genetic modification systems are essential. In this review,the history of genetic modification systems ofC. acetobutylicumwas introduced, and the types and principles of these systems and their disadvantages are summarized and analysed. The development of updated genetic modification systems forC. acetobutylicumis also proposed.

Keywords:Clostridium acetobutylicum, butanol, strain improvement, genetic modification systems

丁醇是一種重要的化工原料，主要用于制造增塑劑、溶劑、萃取劑等，全球年需求量超過140萬t。丁醇又是一種極具潛力的新型生物燃料，其熱值、辛烷值與汽油相當(dāng)；含氧量與汽油中常用的甲基叔丁基醚相近；不會腐蝕管道、不易吸水，便于管道輸送；蒸汽壓低，安全性高，且與汽油有很好的混合性。

生產(chǎn)丁醇有兩種方式，一種是通過化工方法從石油中提煉。這種方法是目前市場上丁醇的主要來源。但隨著石油作為不可再生資源，儲備量急劇減少，且價格節(jié)節(jié)攀高，生物法生產(chǎn)丁醇作為石化法生產(chǎn)的替代方式受到越來越多的關(guān)注。產(chǎn)丁醇的微生物包括丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum、拜氏梭菌C. beijerinckii、C. saccharoperbutylacetonicum和C. saccharobutylicum等菌株，其中對丙酮丁醇梭菌C. acetobutylicum的研究最廣泛和深入。微生物生產(chǎn)丁醇的主要問題是產(chǎn)物濃度低、產(chǎn)率低、分離成本高，因此生物丁醇的生產(chǎn)需要對現(xiàn)有的發(fā)酵體系及菌株進(jìn)行改造，才有可能滿足工業(yè)化需求?！?br>