CN107119003A - 一种利用葡聚糖合成3‑羟基丙酸的重组菌及其构建方法和应用 - Google Patents

一种利用葡聚糖合成3‑羟基丙酸的重组菌及其构建方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种利用葡聚糖合成3‑羟基丙酸的重组菌及其构建方法和应用，属于基因工程和发酵工程领域，所述宿主菌为Klebsiella pneumoniae肺炎克雷伯氏菌，表达编码左旋葡聚糖激酶的基因lgk和编码醛脱氢酶的基因aldH。构建方法包括以下步骤：获得重组载体puC18‑lgk‑aldH，转化到宿主Klebsiella pneumoniae感受态细胞中，获得重组菌。通过使用密码子优化的左旋葡聚糖激酶基因lgk和醛脱氢酶基因aldH，结合整体方案，提高了底物利用率、提高了产率。

Description

一种利用葡聚糖合成3-羟基丙酸的重组菌及其构建方法和 应用
技术领域
本发明涉及一种利用葡聚糖合成3-羟基丙酸的重组菌及其构建方法和应用，属于基因工程技术领域。
背景技术
能源是现代社会赖以生存和发展的基础，随着科学技术的发展，对能源的需求和依赖性也越来越大。然而，约占世界一次能源87.7％的化石能源由于其本身的不可再生性，使能源短缺这一事实已经成为摆在人们面前的一个严重的问题。能源的日益短缺，使全世界关注的焦点放在了开发和利用能够替代化石能源的新能源上。生物质是唯一能够转化为液体燃料的可再生资源。生物质能资源非常丰富，全球每年新产生的生物质资源量可达1700亿吨，相当于850亿吨标煤或者600亿吨石油当量。大力开发利用生物质能对于缓解能源危机可以起到非常重要的作用。以可再生的生物质为原料，通过生物和化学法生产能源及化工产品的生物炼制技术受到国内外的高度重视。
木质纤维素结构复杂，难以被微生物直接利用，只有经过水解等技术获得可发酵糖类物质，才能进一步用于生物基化学品的发酵合成。常规的预处理技术，在试验设备、环境污染、成本等方面都存在较大问题。木质纤维素快速热解转化为左旋葡聚糖，左旋葡聚糖分子结构中C1和C6间含有一个内缩醛环，这使得它成为合成立体化合物的一个重要单体，可作为手性合成子合成寡糖、高聚物、树脂、药物及相关产品。左旋葡聚糖还可以在左旋葡聚糖激酶的作用下，转化为6-磷酸葡萄糖，通过糖酵解途径实现微生物转化，从而实现生物质资源到高附加值产品的生产。
3-羟基丙酸作为一种平台化合物，是美国能源部公布的未来全球最具开发潜力的12种高附加值生物基化工产品之一，具有广阔的应用前景和很高的经济价值。3-羟基丙酸是一种三碳有机化合物，分子内含羧基和羟基，为乳酸的同分异构体，可作为多种有机物合成的前体物质，生产多种具有商业价值的化合物，如丙烯酸、1,3-丙二醇、丙二酸、丙内酯等，以上几种化学品每年的市场份额超过10亿美元。此外，它还是组成诸多大分子化合物和酯类聚合物的单体，可用于包装材料、金属润滑剂、纺织品抗静电材料、个人日常用品及可吸收医用材料等。目前我国的3-羟基丙酸全部依赖国外进口，国内市场售价高达8.5万元/吨。
目前，3-羟基丙酸的生产以化学合成为主，具有生产成本较高而产率较低等缺点；同时，用于化学合成的前体物质大都具有毒性大、致癌性的特点，严重制约了产业化应用。生物转化法合成3-羟基丙酸的相关研究起步于近二十年，由于传统技术和认识局限，导致研究者们通常仅考虑使用甘油、葡萄糖等常见碳源为底物进行微生物转化，一些学者利用重组大肠杆菌(Escherichia coli)或肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)以甘油或葡萄糖为底物进行微生物转化，且底物利用率有限，产率有限。直接利用生物质来源的葡聚糖合成3-羟基丙酸的研究尚未有报道。
发明内容
为克服研究者们通常仅考虑使用甘油、葡萄糖等常见碳源为底物进行微生物转化的技术偏见，同时为解决现有生物转化法合成3-羟基丙酸底物利用率有限，产率有限的问题，本发明提供了一种利用葡聚糖合成3-羟基丙酸的重组菌及其构建方法和应用。
本发明首先提供一种利用葡聚糖合成3-羟基丙酸的重组菌：宿主菌为Klebsiellapneumoniae肺炎克雷伯氏菌，表达编码左旋葡聚糖激酶的基因lgk和编码醛脱氢酶的基因aldH。
所述的编码左旋葡聚糖激酶的基因lgk来源于斯达油脂酵母，编码醛脱氢酶的基因aldH来源于荧光假单胞菌。
所述编码左旋葡聚糖激酶的基因lgk在NCBI的核苷酸编号为KU377145.1，所述编码醛脱氢酶的基因aldH在NCBI的基因ID为11833876。
优选的，所述编码左旋葡聚糖激酶的基因lgk为密码子优化后的左旋葡聚糖激酶基因lgk，其序列如SEQ ID NO.1所示；所述编码醛脱氢酶的基因aldH为密码子优化后的醛脱氢酶基因aldH，其序列如SEQ ID NO.2所示。
通过密码子优化，可以使异源基因lgk和aldH更好的在Klebsiella pneumoniae肺炎克雷伯氏菌中翻译和蛋白表达，有利于促进产物的合成。
本发明还提供上述重组菌的构建方法，包括以下步骤：
1)合成密码子优化后的左旋葡聚糖激酶基因lgk，将所得基因与质粒puC18进行酶切、连接，并转入E.coliDH5α感受态细胞中，筛选阳性克隆，提取质粒，获得重组载体puC18-lgk；
2)合成密码子优化后的醛脱氢酶基因aldH，将所得基因与步骤1)所得重组载体puC18-lgk进行酶切、连接，并转入E.coliDH5α感受态细胞中，筛选阳性克隆，提取质粒，获得重组载体puC18-lgk-aldH；
3)将步骤2)所获得的重组载体puC18-lgk-aldH，转化到宿主Klebsiellapneumoniae感受态细胞中，获得重组菌。
所述密码子优化后的左旋葡聚糖激酶基因lgk，其序列如SEQ ID NO.1所示；所述密码子优化后的醛脱氢酶基因aldH，其序列如SEQ ID NO.2所示。
通过使用密码子优化后的基因，本发明使用的两个关键酶基因lgk和aldH可以更好的在Klebsiella pneumoniae肺炎克雷伯氏菌中翻译和蛋白表达，有利于促进产物的合成。
本发明还提供一种应用上述的重组菌发酵生产3-羟基丙酸的方法，步骤如下：
1)活化重组菌，获得种子液；
2)将步骤1)所得的种子液，与含有卡那霉素的发酵培养基，按照体积比种子液：发酵培养基＝(1～2):(100～130)的比例接种后，35℃～37℃，180～220rpm条件下培养至OD600在0.6～0.8，获得培养液；
3)向所得的培养液中加入诱导剂异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)至终浓度为0.01～0.1mM，然后转入30～33℃、180～220rpm、pH＝7.0条件下继续培养24～48小时。
优选的，步骤2)所述培养条件为：37℃，180rpm。
优选的，所述发酵培养基的碳源为葡聚糖，氮源为无机氮源，其他成分为无机盐。
优选的，所述发酵培养基的氮源为氯化铵和/或硫酸铵。
优选的，所述发酵培养基的配方为：20g/L葡聚糖，0.42g/L一水合柠檬酸，5.4g/L氯化铵，0.2g/L七水合硫酸镁，0.1％(v/v)微量元素母液，加入pH＝7.0的磷酸钾缓冲液至磷酸钾终浓度100mmol/L。
优选的，所述微量元素母液的配方为：5.0g/L六水合氯化铁，2.0g/L四水合氯化锰，0.684g/L氯化锌，0.476g/L六水合氯化钴，0.17g/L二水合氯化铜，0.062g/L硼酸，0.005g/L二水合钼酸钠，1％(v/v)浓硫酸(质量分数95％)。在本发明的一种实施方式中，发酵生产3-羟基丙酸的方法具体为：将重组菌活化后，按1％的接种量接种到含100μg·mL-1卡那霉素的发酵培养基中，37℃、180rpm条件下振荡培养，待OD600达到0.6时，温度调节至30℃，并加入0.05mM IPTG进行诱导；每隔12h利用氨水调节pH至7左右，初次诱导后48h终止发酵。
本发明所获得的的有益效果如下：
针对以上问题，本发明以Klebsiella pneumoniae为宿主菌株，通过引入左旋葡聚糖激酶基因lgk和醛脱氢酶基因aldH，构建获得工程菌，克服了人们通常以葡萄糖、甘油等为碳源的技术偏见，采用了人们通常不会采用的葡聚糖为碳源，实现3-羟基丙酸的合成。并且通过使用密码子优化的左旋葡聚糖激酶基因lgk和醛脱氢酶基因aldH，结合整体方案，提高了底物利用率、提高了产率。本发明所构建的重组菌具有利用葡聚糖为唯一碳源合成3-羟基丙酸的特点，发酵48h，可以得到1.7g/L的3-羟基丙酸，首次实现了以左旋葡聚糖为碳源合成3-羟基丙酸。
定义和缩写
在本文中使用下列的缩写或简称：
左旋葡聚糖激酶基因：lgk
醛脱氢酶基因：aldH
肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae):K.pneumoniae
斯达油脂酵母(Lipomyces starkeyi)：L.starkeyi
荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)：P.fluorescens
3-羟基丙酸(3-hydroxypropionate)：3-HP
“过量表达”或“过表达”指特定的基因在生物体中大量表达，表达量超过正常水平(即，野生型表达水平)，可以通过增强内源表达或引入外源基因来实现。
具体实施方式
下面通过实例来进一步阐明本发明。但本发明并不限于以下实施例。
下述实施例中所使用的实验方法若无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所使用的材料、试剂等若无特殊说明，均可从商业途径获得。
所用酶试剂购自MBI Fermentas公司，提取质粒所用的试剂盒和回收DNA片段所用的试剂盒购自美国OMEGA公司，相应的操作步骤按照产品说明书进行；所有培养基如无特别说明均用去离子水配制。
培养基配方：
1)种子液摇瓶培养基
LB培养基：5g/L酵母粉，10g/L NaCl，10g/L蛋白胨，其余为水，121℃，20min灭菌。
2)摇瓶发酵培养基
发酵培养基：20g/L葡聚糖，0.42g/L一水合柠檬酸，5.4g/L氯化铵，0.2g/L七水合硫酸镁，0.1％(v/v)微量元素，加入pH＝7.0的磷酸钾缓冲液至磷酸钾终浓度100mmol/L。
微量元素母液的配方：5.0g/L六水合氯化铁，2.0g/L四水合氯化锰，0.684g/L氯化锌，0.476g/L六水合氯化钴，0.17g/L二水合氯化铜，0.062g/L硼酸，0.005g/L二水合钼酸钠，1％(v/v)浓硫酸(质量分数95％)。
在实际培养过程中，可向上述培养基中添加一定浓度的抗生素以维持质粒的稳定性，如100mg/L的卡那霉素。
实施例1重组菌株的构建
1)重组载体puC18-lgk构建
本实施例中，对来源于L.starkeyi的左旋葡聚糖激酶的基因lgk(在NCBI的核苷酸编号为KU377145.1)进行密码子优化；将原始基因输入网站http://www.jcat.de/ Start.jsp中，剔除常用酶切位点，替换稀有密码子后获得优化后的基因序列，以优化后的基因序列为模板，合成基因，其序列如SEQ ID NO.1所示。以基因合成获得基因为模板，通过PCR扩增获得基因片段(引物：5'-CGGGATCCATGCCGATCGCTACCTCTAC-3'和5'-GCTCTAGATTAAGCCCAGTTGTTGGTGAT-3')；具体扩增程序如下：
PCR结束后，进行1％(wt/v)琼脂糖凝胶电泳，再利用回收试剂盒(OMEGA GelExtraction Kit)回收大小为1400bp左右的目的片段。
将获得的lgk基因片段和质粒puC18用BamHI和XbaI限制性内切酶在37℃水浴锅中酶切3.5h，酶切产物通过1％(wt/v)琼脂糖凝胶电泳，再利用回收试剂盒(OMEGA GelExtraction Kit)回收酶切产物。将回收后的载体与lgk基因片段按照摩尔比1:5的比例，16℃连接6h以上，连接产物转化E.coliDH5α感受态细胞，然后涂布在加有100μg·mL-1卡那霉素的LB固体平板上，PCR(如上所示程序)筛选阳性克隆。从阳性克隆中提取重组质粒puC18-lgk后，再通过限制性酶酶切和测序鉴定，确认目的基因已经正确连接到载体上。
2)重组载体puC18-lgk-aldH构建
对来源于P.fluorescens的醛脱氢酶基因aldH(在NCBI的基因ID为11833876)进行密码子优化；将原始基因输入网站http://www.jcat.de/Start.jsp中，剔除常用酶切位点，替换稀有密码子后获得优化后的基因序列，以优化后的基因序列为模板，合成基因，其序列如SEQ ID NO.2所示。以基因合成获得的基因为模板，通过PCR扩增获得(引物：5'-GCTCTAGAATGACCACCCTGACCCGTGC-3'和5'-CCAAGCTTTTACAGTTTGATCCAGGTAG-3')；具体扩增程序如下：
PCR结束后，进行1％(wt/v)琼脂糖凝胶电泳，再利用回收试剂盒(OMEGA GelExtraction Kit)回收大小为1500bp左右的目的片段。
将获得的aldH基因片段和质粒puC18-lgk用XbaI和HindIII限制性内切酶在37℃水浴锅中酶切3.5h，酶切产物通过1％(wt/v)琼脂糖凝胶电泳，再利用回收试剂盒(OMEGAGel Extraction Kit)回收酶切产物。将回收后的载体与aldH基因片段按照摩尔比1:5的比例，16℃连接6h以上，连接产物转化E.coliDH5α感受态细胞，然后涂布在加有100μg·mL-1卡那霉素的LB固体平板上，PCR筛选阳性克隆。从阳性克隆中提取重组质粒puC18-lgk-aldH后，再通过限制性酶酶切和测序鉴定，确认目的基因已经正确连接的载体上。
3)将步骤2)所获得的重组载体puC18-lgk-aldH，转化到宿主Klebsiellapneumoniae感受态细胞中，获得重组菌
①K.pneumoniae感受态细胞的制备
LB固体平板活化K.pneumoniae，将活化的单克隆K.pneumoniae接种到50ml LB液体培养基中，置于37℃摇床中培养，至OD600在0.6～0.8之间时，在无菌环境下收集菌液。4000rpm、4℃离心5min收集菌体，弃掉上清，利用20％的甘油清洗两次。最终菌体加入100μl的20％甘油溶液，轻轻吹打均匀，每管100μl分装到无菌的1.5ml离心管中，置于-80℃保存。
②将puC18-lgk-aldH导入K.pneumoniae合成3-HP
将获得的载体puC18-lgk-aldH导入K.pneumoniae感受态细胞，涂布在含有100μg·mL-1卡那霉素的LB固体平板；涂布后的平板置于37℃恒温培养箱，继续培养至长出单克隆。
实施例2发酵生产3-羟基丙酸
将实施例1获得的工程菌株单克隆在LB培养中进行活化，活化后的种子液按种子液：发酵培养基体积比1:130的比例接种到含有100mL的发酵培养基的250mL摇瓶中(内含100μg·mL-1卡那霉素)，35℃、180rpm条件下振荡培养。OD600达到0.8左右时，加入0.1mMIPTG进行诱导，并继续在37℃条件下培养。此后，每隔12h利用氨水调节pH至7，初次诱导后24h终止发酵。
取1mL发酵液，4℃，15000rpm离心10min，取上清，用高效液相色谱检测产物浓度，使用紫外检测器，测得3-HP产量为0.8g/L。
实施例3发酵生产3-羟基丙酸
将实施例1获得的工程菌株单克隆在LB培养中进行活化，活化后的种子液按种子液：发酵培养基体积比1:100的比例接种到含有100mL的发酵培养基的250mL摇瓶中(内含100μg·mL-1卡那霉素)，37℃、180rpm条件下振荡培养。OD600达到0.6左右时，温度调节至30℃，并加入0.01mM IPTG进行诱导。此后，每隔12h利用氨水调节pH至7，初次诱导后48h终止发酵。
取1mL发酵液，4℃，15000rpm离心10min，取上清，用高效液相色谱检测产物浓度，使用紫外检测器，测得3-HP产量为1.1g/L。
实施例4发酵生产3-羟基丙酸
将实施例1获得的工程菌株单克隆在LB培养中进行活化，活化后的种子液按种子液：发酵培养基体积比2:100的比例接种到含有100mL的发酵培养基的250mL摇瓶中(内含100μg·mL-1卡那霉素)，37℃、180rpm条件下振荡培养。OD600达到0.6左右时，温度调节至30℃，并加入0.05mM IPTG进行诱导。此后，每隔12h利用氨水调节pH至7，初次诱导后48h终止发酵。
取1mL发酵液，4℃，15000rpm离心10min，取上清，用高效液相色谱检测产物浓度，使用紫外检测器，测得3-HP产量为1.7g/L。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
SEQUENCE LISTING
<110> 中国科学院青岛生物能源与过程研究所，燃点科技（天津）有限公司
<120> 一种利用葡聚糖合成3-羟基丙酸的重组菌及其构建方法和应用
<130>
<160> 6
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 1319
<212> DNA
<213> 优化后的左旋葡聚糖基因（lgk）核苷酸序列
<220>
<221> DNA
<222> (1)..(1319)
<400> 1
atgccgatcg ctacctctac cggtgacaac gttctggact tcaccgttct gggtctgaac 60
tctggtactt ctatggacgg tatcgactgc gctctgtgcc acttctacca gaaaaccccg 120
gacgctccga tggaatttga actgctggaa tacggtgaag ttccgctggc tcagccgatc 180
aaacagcgtg ttatgcgtat gatcctggaa gacaccacct ctccgtctga actgtctgaa 240
gttaacgtta tcctgggtga acacttcgct gacgctgttc gtcagttcgc tgctgaacgt 300
aacgttgacc tgtctaccat cgacgctatc gcttctcacg gtcagaccat ctggctgctg 360
tctatgccgg aagaaggtca ggttaaatct gctctgacca tggctgaagg tgctatcctg 420
gcttctcgta ccggtatcac ctctatcacc gacttccgta tctctgacca ggctgctggt 480
cgtcagggtg ctccgctgat cgctttcttc gacgctctgc tgctgcacca cccgaccaaa 540
ctgcgtgctg ccagaacatc ggtggtatcg ctaacgtttg cttcatcccg ccggacgttg 600
acggtcgtcg taccgacgaa tactacgact tcgacaccgg tccgggtaac gttttcatcg 660
acgctgttgt tcgtcacttc accaacggtg aacaggaata cgacaaagac ggtgctatgg 720
gtaaacgtgg taaagttgac caggaactgg ttgacgactt cctgaaaatg ccgtacttcc 780
agctggaccc gccgaaaacc accggtcgtg aagttttccg tgacaccctg gctcacgacc 840
tgatccgtcg tgctgaagct aaaggtctgt ctccggacga catcgttgct accaccaccc 900
gtatcaccgc tcaggctatc gttgaccact accgtcgtta cgctccgtct caggaaatcg 960
acgaaatctt catgtgcggt ggtggtgctt acaacccgaa catcgttgaa tttatccagc 1020
agtcttaccc gaacaccaaa atcatgatgc tggacgaagc tggtgttccg gctggtgcta 1080
aagaagctat caccttcgct tggcagggta tggaagctct ggttggtcgt tctatcccgg 1140
ttccgacccg tgttgaaacc cgtcagcact acgttctggg taaagtttct ccgggtctga 1200
actaccgttc tgttatgaaa aaaggtatgg ctttcggtgg tgacgctcag cagctgccgt 1260
gggtttctga aatgatcgtt aaaaaaaaag gtaaagttat caccaacaac tgggcttaa 1319
<210> 2
<211> 1494
<212> DNA
<213> 优化后的醛脱氢酶基因（aldH）核苷酸序列
<220>
<221> DNA
<222> (1)..(1494)
<400> 2
atgaccaccc tgacccgtgc tgactgggaa cagcgtgctc gtgacctgaa aatcgaaggt 60
cgtgctttca tcaacggtga atacaccgac gctgtttctg gtgaaacctt cgactgcctg 120
tctccggttg acggtcgtct gctgggtaaa atcgcttctt gcgacgttgc tgacgctcag 180
cgtgctgttg aaaacgctcg tgctaccttc aactctggtg tttggtctcg tctggctccg 240
tctaaacgta aagctaccat gatccgtttc gctggtctgc tgaaacagca cgctgaagaa 300
ctggctctgc tggaaaccct ggacatgggt aaaccgatct ctgactctct gaacatcgac 360
gttccgggtg ctgctcaggc tctgtcttgg tctggtgaag ctatcgacaa actgtacgac 420
gaagttgctg ctaccccgca cgaccagctg ggtctggtta cccgtgaacc ggttggtgtt 480
gttggtgcta tcgttccgtg gaacttcccg ctgatgatgg cttgctggaa actgggtccg 540
gctctgtcta ccggtaactc tgttgttctg aaaccgtctg aaaaatctcc gctgaccgct 600
atccgtatcg ctgctctggc tatcgaagct ggtatcccga aaggtgttct gaacgttctg 660
ccgggttacg gtcacaccgt tggtaaagct ctggctctgc acatggacgt tgacaccctg 720
gttttcaccg gttctaccaa aatcgctaaa cagctgatga tctactctgg tgaatctaac 780
atgaaacgta tctggctgga agctggtggt aaatctccga acatcgtttt cgctgacgct 840
ccggacctgc aagctgctgc tgaatctgct gcttctgcta tcgctttcaa ccagggtgaa 900
gtttgcaccg ctggttctcg tctgctggtt gaacgttcta tcaaagacac cttcctgccg 960
ctggttatcg aagctctgaa aggttggaaa ccgggtaacc cgctggaccc ggctaccaac 1020
gttggtgctc tggttgacac ccagcagatg aacaccgttc tgtcttacat cgaagctggt 1080
cactctgacg gtgctaaact ggttgctggt ggtaaacgta tcctggaaga aaccggtggt 1140
acttacgttg aaccgaccat cttcgacggt gtttctaacg ctatgaaaat cgctcaggaa 1200
gaaatcttcg gtccggttct gtctgttatc gctttcgaca ccgctgaaca ggctatcgaa 1260
atcgctaacg acaccccgta cggtctggct gctgctgttt ggaccaaaga catctctaaa 1320
gctcacctga ccgctaaagc tctgcgtgct ggttctgttt gggttaacca gtacgacggt 1380
ggtgacatga ccgctccgtt cggtggtttc aaacagtctg gtaacggtcg tgacaaatct 1440
ctgcacgctt tcgacaaata caccgaactg aaatctacct ggatcaaact gtaa 1494
<210> 3
<211> 28
<212> DNA
<213> 实施例1引物1
<220>
<221> DNA
<222> (1)..(28)
<400> 3
cgggatccat gccgatcgct acctctac 28
<210> 4
<211> 29
<212> DNA
<213> 实施例1引物2
<220>
<221> DNA
<222> (1)..(29)
<400> 4
gctctagatt aagcccagtt gttggtgat 29
<210> 5
<211> 28
<212> DNA
<213> 实施例1引物3
<220>
<221> DNA
<222> (1)..(28)
<400> 5
gctctagaat gaccaccctg acccgtgc 28
<210> 6
<211> 28
<212> DNA
<213> 实施例1引物4
<220>
<221> DNA
<222> (1)..(28)
<400> 6
ccaagctttt acagtttgat ccaggtag 28

Claims (10)

1.一种利用葡聚糖合成3-羟基丙酸的重组菌，其特征在于：宿主菌为Klebsiellapneumoniae肺炎克雷伯氏菌，表达编码左旋葡聚糖激酶的基因lgk和编码醛脱氢酶的基因aldH。
2.根据权利要求1所述的重组菌，其特征在于：所述的编码左旋葡聚糖激酶的基因lgk来源于斯达油脂酵母，编码醛脱氢酶的基因aldH来源于荧光假单胞菌。
3.根据权利要求1所述的重组菌，其特征在于：所述编码左旋葡聚糖激酶的基因lgk在NCBI的核苷酸编号为KU377145.1，所述编码醛脱氢酶的基因aldH在NCBI的基因ID为11833876。
4.一种权利要求1-3任一所述重组菌的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)合成密码子优化后的左旋葡聚糖激酶基因lgk，将所得基因与质粒puC18进行酶切、连接，并转入E.coliDH5α感受态细胞中，筛选阳性克隆，提取质粒，获得重组载体puC18-lgk；
2)合成密码子优化后的醛脱氢酶基因aldH，将所得基因与步骤1)所得重组载体puC18-lgk进行酶切、连接，并转入E.coliDH5α感受态细胞中，筛选阳性克隆，提取质粒，获得重组载体puC18-lgk-aldH；
3)将步骤2)所获得的重组载体puC18-lgk-aldH，转化到宿主Klebsiella pneumoniae感受态细胞中，获得重组菌。
5.根据权利要求4所述的构建方法，其特征在于：所述密码子优化后的左旋葡聚糖激酶基因lgk，其序列如SEQ ID NO.1所示；所述密码子优化后的醛脱氢酶基因aldH，其序列如SEQ ID NO.2所示。
6.一种应用权利要求1-3任一所述的重组菌发酵生产3-羟基丙酸的方法，其特征在于，步骤如下：
1)活化重组菌，获得种子液；
2)将步骤1)所得的种子液，与含有卡那霉素的发酵培养基，按照体积比种子液：发酵培养基＝(1～2):(100～130)的比例接种后，35℃～37℃，180～220rpm条件下培养至OD600在0.6～0.8，获得培养液；
3)向所得的培养液中加入诱导剂异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)至终浓度为0.01～0.1mM，然后转入30～33℃、180～220rpm、pH＝7.0条件下继续培养24～48小时。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2)所述培养条件为：37℃，180rpm。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基的碳源为葡聚糖，氮源为无机氮源，其他成分为无机盐。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基的氮源为氯化铵和/或硫酸铵。
10.根据权利要求6～9任一所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基的配方为：20g/L葡聚糖，0.42g/L一水合柠檬酸，5.4g/L氯化铵，0.2g/L七水合硫酸镁，0.1％(v/v)微量元素母液，加入pH＝7.0的磷酸钾缓冲液至磷酸钾终浓度100mmol/L；上述微量元素母液的配方为：5.0g/L六水合氯化铁，2.0g/L四水合氯化锰，0.684g/L氯化锌，0.476g/L六水合氯化钴，0.17g/L二水合氯化铜，0.062g/L硼酸，0.005g/L二水合钼酸钠，1％(v/v)浓硫酸。
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