Результат интеллектуальной деятельности: Штамм Saccharomyces cerevisiae - продуцент этанола

Изобретение относится к биотехнологии и спиртовой промышленности и представляет собой новый штамм одноклеточных грибов (дрожжей) предназначенный для производства спиртосодержащих продуктов и кормового белка.

Известен штамм Saccharomyces unisporus ВКПМ Y - 3416, выделенный из микрофлоры кефирного грибка (патент № 2449012 от 27.04.2012). Штамм сбраживает большое количество Сахаров (глюкозу, сахарозу, инулин), не образует органических кислот и эфиров. Температурный оптимум инкубации 28-30°С.

Однако продуктивность данного штамма низкая до 6,2% об. этилового спирта. Техническое решение - выделение высокопродуктивного нового местного штамма дрожжей методами традиционной селекции, так как использование аборигенных штаммов дрожжей эволюционно приспособленных к определенным условиям обитания позволяет более полно раскрыть генетический потенциал микроорганизмов местной селекции.

Технический результат - получение чистой культуры дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обладающей высокими технологическими свойствами.

Для достижения данной цели использовали местный штамм дрожжевых грибов Saccharomyces cerevisiae, выделенный в естественных условиях с поверхности шишек хмеля (дикорастущего) произрастающего на территории НИИ Биотехнология ФГБОУ ВО ГГАУ, путем многократных пересевов на стерильное солодовое сусло.

Идентификацию штамма проводили по методике И.П. Бабьевой и В.И. Голубева (1979) и на основе генетических исследований.

Морфолого-биохимические и культуральные свойства выделенного штамма дрожжей

При росте на плотных средах дрожжи имеют круглую форму, размер клеток 4-5 мкм в диаметре. Колонии штамма имеют округлую форму размер 1-3 мм в диаметре, тягучую консистенцию, кремового цвета.

Область применения штамма - производство этилового спирта

Продукт, синтезируемый штаммом - этанол

Активность (продуктивность) штамма, другие производственные показатели: до 10,2% об. этилового спирта в бражке из зернового сусла.

Способ определения активности штамма с указанием метода: пикнометрический метод по А.П. Рухлядевой, Т.Г. Филатовой и В.С.Чередниченко (1979).

Способ, условия и состав сред для длительного хранения штамма - лиофилизация; солодовое сусло, сусло-агар.

Способ, условия и состав сред для размножения штамма - при температуре 28-30°С на пивном сусле, сусло-агаре и среде Сабуро.

Этапы и результаты генетических исследований.

а) Секвенирование участков последовательности, кодирующей ген 18S рРНК.

б) Анализ последовательностей гена, кодирующего 18S рРНК. Анализ сходства нуклеотидной последовательности гена, кодирующего 18S рДНК, изучаемого штамма был проведен с помощью сервера BLAST [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast]. Первичный скрининг по базе данных GenBank показал, что исследуемый штамм принадлежит к следующей систематической группе: Eukaryota; Fungi; Dikarya; Ascomycota; Saccharomycotina; Saccharomycetes; Saccharomycetales; Saccharomycetaceae; Saccharomyces. Критерием отнесения микроорганизма к тому или иному виду считается гомология не менее 97% [2]. Как видно из таблицы, анализируемый штамм можно отнести к нескольким видам.

Для установления филогенетического родства близких видов был также использован метод сравнения нуклеотидных последовательностей, кодирующих ген 5,8 S рРНК и внутренние транскрибируемые спейсеры ITS1 и ITS2 [2].

Анализ филогенетического родства, построенный с использованием штаммов близкородственных микроорганизмов, показал, что наиболее близкими к исследуемому штамму является вид Saccharomyces cerevisiae (99%) (см. иллюстрацию).

По результатам проведенного анализа нуклеотидной последовательности, кодирующей часть генов рРНК установлено, что исследуемый штамм наиболее близок к виду Saccharomyces cerevisiae.

Штамм задепонирован во ВКПМ под номером Y - 4281.

Предлагаемый новый штамм, найденный в естественных условиях и выделенный с поверхности шишек хмеля, хорошо приспособлен к местным условиям, прост в культивировании и хранении. Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae может использоваться в производстве алкогольной продукции, обладает высокой продуктивностью.