Construction of Starch-assimilating and Ethanol-fermenting Yeast by Protoplast Fusion

원형질 융합에 의한 전분으로부터 에탄올 발효효모균주의 개량

  • 이혜정 (숙명여자대학교 이과대학 생물학과) ;
  • 이지나 (숙명여자대학교 이과대학 생물학과) ;
  • 천경숙 (숙명여자대학교 이과대학 생물학과) ;
  • 박소영 (서울대학교 분자미생물학연구센터) ;
  • 마은애 (서울대학교 분자미생물학연구센터) ;
  • 민경희 (서울대학교 분자미생물학연구센터)
  • Published : 1992.12.01

Abstract

Ethanol-tolerant strain, S. eerevisiae BUI a26 ($alc^r thr^-$) and gJucoamylase-producing strain, S diastatieus AI5a6 (STA+ hom-) were prepared by means of genetic manipulation, Protoplast fusion was carried out to introduce STA gene from AI5a6 strain to BUla26 strain, Protoplast formation was shown at 0,8 M sorbitol and 200 Jig/ml to 400 Jig/ml zymolyase treatment for 2 hours incubation, Fusion frequency was $ 3.25 {\times} 10^{-3}$ to the regenerated protoplast number using PEG 6000 for 90 min incubation. The excellent fusants with genotype of STA- $alc^r thr^-$ hom+/STA+ ($alc^s thr^+$ hom- (2n), F7 and FIO, were selected by ethanol-tolerant, ethanol fermentation, and glucoamylase production tests, Glucoamylase production of AI5a6 showed 2,7 units, but 4.2 or 8.4 units for F7 or FIO fusant at $30^{\circ}C$, Ethanol fermentation from 32% glucose by BUla26 was 14,0%(v/v) in fermentaion medium for 5 days incubation, but 14.5% or 15,0% for F7 or FIO strain, respectively. Ethanol fermentation from 5% starch was 2,0% by F7, or 1.8% by FIO strain in fermentation medium for 5 days fermentation.

에탄올 내성 및 고 알콜 생성 균주인 S. cerevisiae BU-1 와 glucoamylase 생성 우수 균주인 S. diastaticus A15 를 시험 균주로 하여 genetic manipulation 에 의하여 haploid 인 S. cerevisiae BUI.alpha.26($alc^r thr^-$) 와 S. diastaticus A15a6($STA^+ hom$) 균주를 분리하였다. 이등 효모 균주의 원형질체 형성을 위하여 0.8 M sorbitol 의 존재하에서 zymolyase $200\mu$g/ml 와 $400\mu$g/ml 을 2 시간 동안 처리시 두 균주 모두 95% 이상 원형질체를 얻었다. PEG 6000 을 90 분간 반응시킬 경우 융합 빈도는 $ 3.25 {\times} 10^{-3}$ 이었다. 원형질체 융합으로 생성된 융합주의 유전적 분석, 에탄올 내성, glucoamylase 생성을 측정한 결과, 이들 융합주의 유전자형은 STA $alc^r$ thr hom. '/STA' $alc^r$ thr hom로 예상되었으며, glucoamylase 활성도는 A15a6 의 경우 2.7 units 이었으나, 융합주 F7, F10 은 각각 4.2 와 8.4 units 로 나타났다. 에탄올 내성 시험을 하여 선별한 결과, 가장 우수한 균주인 융합주 7개 중 F7 과 F10 을 선별하였다. 5% 의 녹말이 포함된 발효배양액에서 $30^{\circ}C$ 5일간 배양시 생성된 에탄올 생성은 융합주 F7 과 F10 은 각각 2.0% 와 1.85 이였다.

Keywords