木质纤维素是地球上产量最高的可再生物质,而利用木质纤维素生产乙醇具有广阔的工业前景。木糖是木质纤维素水解后含量仅次于葡萄糖的一种五碳糖,其高效转化乙醇是目前生物质充分利用的难题之一。由于传统的工业发酵菌株酿酒酵母不能利用木糖,近二三十年来通过基因重组技术获得了多种不同类型的木糖发酵工程菌株,但因其乙醇产量低,而不能满足商业化生产,故需要进一步的遗传改良。在实验室前期研究基础上,本研究将木糖代谢途径中关键酶基因XYL1、XYL2、XKS1构建到整合型表达载体pAUR101上,并成功转化到高温酿酒酵母SF7菌株中。故本实验首先观察了酵母转化子生长曲线,测定了基因转录水平和蛋白质含量、以及酶活,分析了利用木糖作为唯一碳源后的发酵产物和共发酵物,并检测了芒草秸秆材料稀硫酸预处理和酶解后可溶性糖转化乙醇的产率。主要结果如下:1.RT-PCR分析显示:已获转基因SF4菌株中XYL1基因表达量比对照显著提高,而SF5无变化,SF4、SF5菌株XYL2基因表达显著增强,而XKS1基因表达与对照无差异。2.SDS-PAGE结果表明:融合蛋白XYL1-(G4S1)3-XYL2产量提高,单基因载体及多基因串联与对照无显著差异。3.酶活测定表明:SF4、SF5菌株中XYL1酶活分别比对照提高0.3和0.1倍,而XYL2酶活比对照提高17.3和10.8倍。4.发酵生长曲线测定显示:重组菌株可以在木糖唯一碳源培养基上生长,其中SF4菌株生长量比对照提高1.5倍;其中SF4菌株木糖利用率为95%,但乙醇产量仅为4.6%,是为理论产量的10%;而葡萄糖和木糖共发酵时,SF4菌株木糖利用率为 53.8%。5.利用两种芒草材料经稀硫酸预处理和酶解所产可溶性糖发酵,菌株SF4五碳糖利用率提高0.6-0.8倍,其中在芒草生物质酶解效率高的材料中乙醇产量提高4.5倍,而低材料为0.6倍。