（湖南农业大学，食品科学与生物技术湖南省重点实验室湖南长沙410128;长沙理工大学，可再生能源电力技术湖南省重点实验室湖南长沙410114;湖南省发酵食品工程技术研究中心湖南长沙410128）
　　(TheKeyLaboratoryofFoodScienceandBiotechnology,HunanAgricultureUniversity,Changsha,Hunan410128,China;
　　TheKeyLaboratoryofRenewableEnergyElectricalPowerTechnology,ChangshaUniversityofScience&Technology,Changsha,Hunan410128,China;
　　HunanFermentedFoodEngineeringResearchCenter,Changsha,Hunan410128,China)
　　摘要：本文介绍了能够代谢木糖的微生物，通过自然选育和传统的原生质体融合及诱变育种技术获取木糖降解菌的研究进展，并对基因工程技术在改造木糖降解菌方面的应用做一简要概述。（摘要是全文的高度概括，即读者可以通过摘要了解本文的主要内容，重写）
　　关键词：木糖;降解;基因工程（题目、作者、单位、摘要、关键词需英文对照）
　　Abstract:Thisreviewintroducedthemicroorganismsfermentingxylose,presentedarecentlyachievementofacquirexylosefermentingstrainsvianativebreeding,protoplastfusionandmutagenesis.Theapplicationsofgeneticengineeringtechnologyinxylosefermentingmicroorganisms’transformingwerealsomentioned.
　　Keywords:xylose;ferment;geneticengineeting
　　（上一审要求对相应的研究成果进行总结和评述，但未见修改。而且文章的逻辑存在明显问题，显然作者还是做了大量工作，但以上两个问题还缺乏相应的修改能力。建议请王远亮博士修改并审核）
　　木糖(Xylose)为五碳糖，是含四个羟基的半缩醛，白色结晶，化学分子式为C5H10O5，甜度略低于蔗糖，无毒、低热量[1]。随着能源原料的发展，木质纤维素类物质（水解产物中单糖的组成是葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖[2]）以其廉价且易获得，引起人们的广泛关注[3]。但是传统的微生物菌种不能高效的利用戊糖发酵，而在植物纤维素中纤维素、半纤维素以及木质素的含量比为4∶3∶3，天然半纤维素水解产物的85％～90％是木糖[4]。水解的主要成分是纤维素水解产生的葡萄糖和半纤维素水解产生的木糖，充分利用木质纤维素原料中的木糖发酵生产乙醇，能使乙醇的产量在原有基础上增加25％[4]。因此，微生物本身代谢半纤维素水解液中各种戊糖底物(木糖、阿拉伯糖等)的能力，已成为决定纤维质原料水解液发酵成败的关键，寻找能高效代谢木糖的菌种也成为了国内外研究的热点。
　　目前，研究的热点主要集中在利用木糖生产乙醇和木糖醇上[5]。由于木质纤维素水解产物中含有乙酸、糖醛等很多微生物生长的抑制物，且木糖代谢途径复杂，因此，理想菌株应该具有利用底物范围广、耐抑制物能力强、耐乙醇能力强、易培养、副产物少等特点。从报道看，获得木糖转化菌株的主要途径包括三种：直接筛选、自然选育能发酵木糖的菌种；利用传统的诱变育种及原生质体融合技术；利用基因工程手段将木糖代谢所需要的酶的基因或木糖代谢途径引入目的菌株构建能够代谢木糖的基因工程菌。本文将对能代谢木糖的微生物、获得这些菌株的方法及应用的研究进展做一综述。（这一句话还未能涵盖本文的内容）
　　1 能代谢木糖的微生物
　　自上世纪80年代提出戊糖可以被一些微生物代谢以来，已经发现百余种能够分解木糖的微生物，包括细菌、霉菌、酵母菌。研究较多的菌种见表1。
　　1.1细菌
　　在自然界的微生物当中，细菌中发酵木糖的菌种研究较少，主要是兼性厌氧菌。其发酵木糖传代快、发酵时间短，但副产物多，酒精得率低，如有机酸及其它醇类，其产物的种类往往受发酵条件、培养基等的影响较大，同时高pH条件下的细菌发酵容易引起杂菌污染，仍未进入实际应用[6]。
　　1.2丝状真菌
　　极少数霉菌能发酵木糖。这类菌的生长发酵较慢，在发酵过程中受芳香类物质及木质素的抑制。一些丝状真菌自身可产生纤维素酶及半纤维素酶，不仅能发酵单糖，而且还能发酵二糖、纤维素和木聚糖，可简化天然纤维原料的利用工艺，降低生产成本。真菌的这种性质较适合于植物纤维原料的同步糖化发酵。
　　1.3酵母菌
　　在微生物中，酵母菌转化木糖性能最为优越，研究较多。酵母菌具有易分离、易培养、乙醇耐受度高、耐高糖浓度、耐发酵抑制剂能力强及厌氧发酵等特点。且能在低pH值条件下发酵、副产物少、不易被细菌和病毒污染，相关工业技术成熟[7]。酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)生产性能好，但不能直接利用木糖或利用能力弱。酿酒酵母是迄今为止研究最透彻的真核微生物，全基因组测序已完成。可利用生物信息学的方法和手段，以及日趋完善的分子生物学技术，对其进行基因操作和代谢网络的重构。
　　表1木糖发酵菌种
　　菌名(中文名)种类主要功能及作用
　　Corynebacteriumsp．（棒杆菌属）细菌生产木糖醇
　　Enterobacterliquefaciens（液化肠杆菌）
　　Mycobacteriumsmegmatis（耻垢分枝杆菌）
　　Thermoanerobacterethanolicus（产乙醇热厌氧杆菌）生产乙醇
　　Clostridiumthermohydrosulfuricum39E（热硫化氢梭菌）
　　Bacteroidespolypragmatus（多动拟杆菌）
　　Klebsiellapneumoniae（肺炎克雷伯氏菌）生产丁二醇
　　Byssochlamys（丝衣霉属）丝状真菌生产木糖醇
　　Penicillium（青霉）
　　Aspergillus（曲霉）
　　Rhizopus（根霉）
　　Neurosporacrassa（粗糙脉孢菌）生产乙醇
　　Paecilomycessp.NFI.ATCC20766（拟青霉属）
　　Fusariumoxysporum（尖镰孢菌）
　　Fusariumsambucinum（接骨木镰孢菌）
　　Rhizopusoryzae（米根霉）生产L-乳酸
　　Candidashechatae（休哈塔假丝酵母）酵母菌生产木糖醇&乙醇
　　Pachysolentannophilus（嗜鞣管囊酵母）
　　Pichiastipitis（树干毕赤酵母）
　　Candidaguilliermondii（季也蒙假丝酵母）
　　Brettanomyoes（酒香酵母属）
　　Candidautilis（产朊假丝酵母）
　　Candidatropicalis（热带假丝酵母）
　　Candidamogii（莫基假丝酵母）
　　Debaryomyceshansenii（汉逊德巴利酵母）
　　Saccharomycescerevisiae（酿酒酵母）
　　Schyzosaccharomycespombe（栗酒裂殖酵母）
　　Kluyveromycesmarxianus（马克斯克鲁维酵母）
　　Kluyveromycesfragilis（脆壁克鲁维酵母）
　　Candidaparapsilosis（近平滑假丝酵母）生产木糖醇
　　Pichiaohmeri（奥默毕赤氏酵母）生产乙醇
　　Candidaintermedia（间型假丝酵母）
　　2 木糖转化菌株的选育
　　2.1自然选育
　　对于木糖发酵菌株的选育主要是酵母菌，且认为以管囊酵母、树干毕赤酵母和休哈塔假丝酵母最有应用前景。胡海军等从花圃土和腐朽树皮中各筛选得到一株间型假丝酵母和一株热带假丝酵母[8]，乙醇产量分别可达到6.98g/L和6.05g/L。而冯玉杰等从牛羊粪便的堆积处筛选到一株热带假丝酵母[9]，以不同浓度木糖进行发酵，同时优化该菌发酵木糖生产酒精的工艺。以驯化菌株发酵木糖/葡萄糖，酒精产量分别为理论产量的37.7％和79.2％，同时伴有30.2g/L的木糖醇产生。此外李素玉等将同时代谢葡萄糖和木糖成酒精的9个菌种以木糖为唯一碳源进行驯化，从中选出3个菌株[10]，并对3个菌株进行固定化，进行酒精发酵研究，分别为PachysolentannophiisATCC32728的总糖(5％葡萄糖和2％木糖)利用率达到了85.08％(36h)，葡萄糖的利用率为99.21％(36h)，木糖利用率80.38％(36h)，菌株CadidashehataeATCC34887的酒精产率达到理论值的82.91％。刘健等则选育出一株树干毕赤酵母7124[11]，并利用纯木糖优化了木糖发酵条件；利用海藻酸钠固定化树干毕赤酵母菌增殖细胞，能较好满足限氧发酵条件，而且能耐较高糖浓度。使乙醇发酵浓度提高到20g/L。利用半纤维素水解液进行了乙醇发酵的初步研究．基本达到了木糖发酵的效果。本课题组的张金桃等从草垛秸秆自然降解物和果园土壤中筛选获得120株形态特征不尽相同的酵母菌[4]，然后通过发酵木糖、葡萄糖试验获得6株能利用木糖为唯一碳源生长的酵母菌株，其中1株分解木糖产乙醇能力较佳。其发酵条件为：96r/min摇瓶发酵、温度为30℃、木糖浓度为3.0％时木糖转化率最高达7.1％。此外宋安东等发现嗜鞣管囊酵母可以很好地发酵木糖生产酒精，每100g木糖可发酵产酒精22.9g，为理论酒精产率的48.7％[12]。而孙玉英等筛选到一株奥默毕赤氏酵母，发酵木糖产乙醇能力相当于理论产量的60.0％13]。另外，发酵生产木糖醇的菌种主要为热带假丝酵母。张厚瑞等自木糖厂环境样品中分离出一株热带假丝酵母[14]。木糖醇转化率高达0.91，接近理论极限值；木糖醇生成速率达6.7g/L•h。把发酵液以40ml/kg•d的最大剂量饲喂小白鼠一周，受试动物未出现中毒反应，具有很好的应用前景。
　　
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