CN107828672A - 木聚糖降解与木糖利用的酿酒酵母及混合发酵方法 - Google Patents

木聚糖降解与木糖利用的酿酒酵母及混合发酵方法 Download PDF

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Abstract

木聚糖降解与木糖利用的酿酒酵母及混合发酵方法，本发明涉及一种能降解木质纤维素中木聚糖组分和利用木糖的酿酒酵母菌，其分别为转入了木聚糖酶和木糖异构酶表达框的酿酒酵母菌INVSc；还涉及一种提高木质纤维素中木聚糖利用效率的方法，其包括将转入了木聚糖酶表达框的酿酒酵母菌和上述可利用木糖的酿酒酵母菌一起混合发酵木质纤维素的步骤。通过使用本发明的重组菌株和发酵方法，克服了因木聚糖酶发酵过程中产生的木糖浓度升高而抑制木聚糖水解的问题，提高了木质纤维素中木聚糖组分的利用效率，从而实现对木质纤维素进行充分发酵。

Description

木聚糖降解与木糖利用的酿酒酵母及混合发酵方法
技术领域
本发明涉及木质纤维素的微生物发酵，更特别地，涉及一种可利用木糖的酿酒酵母菌和提高木聚糖利用效率的方法。
背景技术
木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素三种成分构成，是地球上储存量富足的一种具有可再生特点的资源，在地球上储备丰富，具有易获取和资源普遍的特点。全球每年的秸秆总产量近30亿吨，其中我国的产量达占近百分之三十。据统计，我国每年在农作物收割后就地焚烧的秸秆占秸秆总产量的33％，这种就地焚烧的处理方式不仅不合理且造成了严重的环境污染，直接导致了空气质量下降。因此，需要一种高效的木质纤维素降解方法。然而，在当前研究中，木质纤维素的生物降解技术还不成熟。
木质纤维素中，半纤维素与木质素通过共价键相互结合形成木素复合体，半纤维素与纤维素主要通过范德华力、氢键连接，形成植物细胞壁稳定的网格结构。天然木质纤维素稳定的结构来源于半纤维素这种聚糖混合物对纤维素与木质素进行的紧密的交联包裹。由于半纤维素成分在天然木质纤维素结构中的特殊作用，导致半纤维素成分成为木质纤维素水解过程中的一道天然屏障，这种屏障作用限制了纤维素酶的接触面积，不利于对纤维素成分的酶解作用。半纤维素的主要成分木聚糖是由木糖通过β-1,4糖苷键连接成的多糖链。
现有技术方法多关注木质纤维素水解物中的葡萄糖组分的利用，而木质纤维素中木聚糖组分的利用方法及提高其利用效率的技术相对欠缺，这也造成木质纤维素整体利用效率低下、利用成本高和资源浪费等问题。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供了一种能利用木糖的酿酒酵母菌，其为转入了木糖异构酶表达框的酿酒酵母菌INVSc。
在一个实施方案中，所述木糖异构酶表达框由瘤胃壶菌属的木糖异构酶基因XI以及连接在上游的启动子组成。
在一个具体实施方案中，所述木聚糖酶表达框通过将瘤胃壶菌属的木糖异构酶基因XI插入到pHBM368-PGK的SnaB I和Eco81 I之间得到。
pHBM368-PGK是本实验室常用的质粒，在本实验室的研究过程中，常常使用基于pHBM368构建的表达载体来在酿酒酵母菌中表达目的基因，在本实验室公开的一系列文章中对该质粒均有描述，参见例如刘家书的硕士毕业论文(http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10512-1015500813.htm)。
本发明还公开了一种木聚糖降解及木糖利用的混合酿酒酵母菌，包括上述可利用木糖的酿酒酵母菌以及转入了木聚糖酶表达框的酿酒酵母菌。
本发明还公开了一种提高木聚糖组分利用效率的发酵方法，包括将转入了木聚糖酶表达框的酿酒酵母菌和上述的能利用木糖的酿酒酵母菌一起混合发酵木质纤维素的步骤。
在一个实施方案中，所述木聚糖酶表达框由浅白隐球酵母的木聚糖酶基因CA以及连接在上游的启动子组成。
在一个实施方案中，所述木聚糖酶表达框通过将浅白隐球酵母的木聚糖酶基因CA按SnaB I到Eco81 I的方向插入到pHBM368-PGK的SnaB I和Eco81 I之间得到。
在一个具体实施方案中，所述方法具体包括以下步骤：
S1：将所述转入了木聚糖酶表达框的酿酒酵母菌与所述可利用木糖的酿酒酵母菌加入含有木聚糖的培养基中，形成发酵混合物；
S2：将所述发酵混合物于28℃发酵24-36h，所述发酵混合物中的木聚糖即被代谢成乙醇。
在一个优选实施方案中，S1中添加的所述转入了木聚糖酶表达框的酿酒酵母菌与所述所述可利用木糖的酿酒酵母菌的量的比值为1:1。
在一个优选实施方案中，所述含有木聚糖的培养基通过以下方法得到：
S21：将玉米秸秆粉碎并冲洗其中的可溶性糖，烘干得到不含可溶性糖的玉米秸秆粉；
S22：将所述不含可溶性糖的玉米秸秆粉添加至YP培养基中，得到YP-玉米秸秆粉培养基，即所述含有木聚糖的培养基。
通过使用本发明的重组菌株和发酵方法，克服了因发酵过程中产生的木糖浓度升高而抑制木聚糖水解的问题，从而提高了木质纤维素发酵过程中木聚糖组分的利用效率，实现木质纤维素的高效充分发酵。
附图说明
图1为pHBM368-PGK-SS-CA的质粒图；
图2为pHBM368-PGK-XI的质粒图；
图3为INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA酶活统计图；
图4为INVSc-pHBM368-PGK-XI的酶活统计图；
图5为重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI与原始菌株INVSc在以木糖为唯一碳源条件下的生长统计图；
图6为重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI与原始菌株INVSc对木糖的利用情况。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
1.质粒pHBM368-PGK-SS-CA和pHBM368-PGK-XI的构建
选择来源于浅白隐球酵母的木聚糖酶基因CA(Gene Bank：x12596.1)，在序列5’端加上SnaBI限制性酶切位点，3’端加上Eco81I限制性酶切位点。按照实验设计方案送至上海捷瑞生物工程有限公司进行全基因合成，并连接于载体pHBM368-PGK-SS-BG的SnaBI与Eco81I之间上，得到重组质粒pHBM368-PGK-SS-CA，通过酶切和测序验证(质粒图如图1所示)。
选择来源于瘤胃壶菌属的木糖异构酶基因XI(Gene Bank：EU411046.1)，在序列5’端加上Not I限制性酶切位点，3’端加上Xba I限制性酶切位点。按照实验设计方案送至上海捷瑞生物工程有限公司进行全基因合成，并连接于实验室构建的载体pHBM368-PGK上，得到重组质粒pHBM368-PGK-XI，通过酶切和测序验证(质粒图如图2所示)。
2.质粒pHBM368-PGK-SS-CA和pHBM368-PGK-XI分别转化酿酒酵母INVSc
将重组质粒pHBM368-PGK-SS-CA用限制性内切酶HpaI酶切，经过琼脂糖凝胶电泳检测酶切完全后，乙醇沉淀法纯化线性DNA，电转化法将线性DNA转化到酿酒酵母INVSc中，涂布于尿嘧啶营养缺陷型SC平板上，28℃培养5-8天，生长出的酿酒酵母即为转化子。
将SC平板上的转化子挑到YPD固体培养基上生长并保存，将pHBM368-PGK-SS-CA转化子以及对照原始质粒pHBM368-P-SS-BG转化子点菌至加有1％台酚蓝的以木聚糖为唯一碳源的SC平板上，28℃培养数日。由于台酚蓝可结合大分子多糖物质，而无法结合小分子多糖，当转化子表达木聚糖酶分解木聚糖为小分子多糖时，转化子周围就会出现水解圈，因此可通过水解圈大小判断重组菌株中木聚糖酶的表达情况，从而筛选得到高表达木聚糖酶的转化子INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA。
pHBM368-PGK-XI转化酿酒酵母INVSc的方法如上文针对pHBM368-PGK-SS-CA转化的方法所述。转化后，将SC平板上的转化子挑到YPD固体培养基上生长并保存，将pHBM368-PGK-XI转化子以及原始菌株INVSc点菌至以木糖为唯一碳源的YPX固体培养基上，原始菌株INVSc在平板上基本没有生长，而重组菌株获得木糖利用的能力，在YPX培养基上生长情况良好，由此筛选得到高表达木糖异构酶的转化子。
3.INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA培养物的木聚糖酶酶活测定
木聚糖酶可将木聚糖分解为木糖及低聚木糖，因此本实验以玉米芯木聚糖作为底物，将重组酿酒酵母INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA在YPD培养基中培养上清作为粗酶液进行酶解反应，由于YPD培养基中本身含有葡萄糖，在DNS法测定中会影响酶解反应中生成的木糖的测定，因此本实验以灭活上清粗酶液作为对照，测定相对于灭活上清粗酶液的相对酶活性。测定的具体步骤如下：
1)将木聚糖酶重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA接入50mLYPD液体培养基，28℃培养12h后转接到100mL YPD液体培养基中，使初始OD600≈0.5，每12h取上清进行酶活测定；
2)12000rpm离心后取上清300μL到灭菌1mL EP管中，另取一干净EP管加入300μL上清放入100℃沸水浴中煮沸灭活5min作为对照，然后同时加入0.7mL 1％玉米芯木聚糖溶液，混合均匀后放入55℃反应5min；
3)向酶反应体系中加入3mL DNS试剂，混合均匀后沸水浴加热5min；
4)取出迅速冷却，定容至25mL，在540nm处测量吸光度值；
5)根据吸光度值，根据对应DNS标准曲线，计算还原糖浓度，根据定义计算酶活力；
酶活定义为：1mL粗酶液(菌液)在55℃条件下每分钟产生相当于1μg还原糖的酶量定义为一个酶活单位，即1U。
重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA在以葡萄糖为底物的培养基中培养72h内，以其上清液作为粗酶液与1％木聚糖在55℃条件下进行酶解反应后，通过DNS法测得反应体系中的还原糖含量是不断降低的，经过分析是由于培养基中本身存在的葡萄糖在不断被消耗，由于本身培养基中还原糖背景值过高，无法检测木聚糖酶的活性。因此我们将重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA的上清粗酶液在100℃灭活5min后作为空白对照，与没有灭活的粗酶液对比，以此去除培养基中本身存在的还原糖背景。在12h内，灭活和未灭活的粗酶液进行酶解反应后体系中的还原糖含量相差并不大，这是由于在初期培养过程中重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA木聚糖酶表达量很少的缘故。而在之后的72h内，灭活与未灭活的粗酶液进行酶解反应后体系中的还原糖含量出现差值，且未灭活粗酶液酶解体系中的还原糖含量明显高于灭活粗酶液酶解体系，由此可表现出重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA具有木聚糖酶酶活。而经过对还原糖差值的分析换算，得到图3，可以明显的看到72h内重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA中木聚糖酶的酶活变化，在36h的时候木聚糖酶酶活达到最高，此时的酶活以本实验定义的酶活定义换算为52.6U/ml。
4.INVSc-pHBM368-PGK-XI培养物裂解液的木糖异构酶酶活测定
木糖异构酶可将木糖转化为其异构体木酮糖，因此本实验以木糖作为酶解反应底物，以半胱氨酸盐酸盐-咔唑分光光度法测定木糖异构酶转化木糖为木酮糖的量，用原始菌株INVSc作为对照，以细胞裂解上清液作为粗酶液，测定72h内以木糖做底物生成木酮糖的量。INVSc-pHBM368-PGK-XI培养物裂解液的木糖异构酶酶活测定的具体步骤如下所示：
1)将木糖异构酶重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI和原始菌株INVSc分别接入50mLYPD液体培养基，28℃培养至OD600≈2.0；
2)按照5％接种量分别转接到YPD液体培养基中，28℃200rpm培养，每12h取样；
3)12000rpm离心后收集重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI、INVSc菌体，以0.1M pH＝7的磷酸缓冲液重旋洗涤两次除去培养基成分，然后菌体重旋与细胞裂解液中，加入直径0.5mm的玻璃珠，漩涡振荡器震荡处理10min左右，期间注意保持温度低于10℃；
4)完成细胞裂解后，将细胞破碎液于高速低温离心机4℃7000rpm离心10min，收集上清液作为粗酶液。取粗酶液200μL于37℃温育5min后，加入10mM木糖溶液200μL，顺丁烯二酸溶液0.5mL，MnCl2溶液0.05mL，37℃20min；
5)反应20min后加入50％TCA溶液0.05mL终止反应，取反应液依次加入0.2mL1.5％半胱氨酸盐酸盐溶液，6mL 13mol/L硫酸，0.2mL 1.2％咔唑溶液(V/W)，充分混匀后迅速放入37℃水浴锅反应20min，冷却至室温后测量540nm处吸光度。
酶活定义为：1mL粗酶液在37℃条件下每分钟转化得到1μg木酮糖的酶量定义为一个酶活单位，即1U。
结果如图4所示，在72h内重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI粗酶液以木糖做底物进行的酶解反应所生成的木酮糖量明显高于原始菌株INVSc，且在24h达到最高酶活，根据木酮糖标准曲线计算木酮糖生成量，然后按照本实验对木糖异构酶的酶活定义计算，重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI在24h达到最高酶活为48U/mL粗酶液。
5.INVSc-pHBM368-PGK-XI对木糖的利用
将重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI与原始菌株INVSc分别接入50mL YPD液体培养基进行培养活化，28℃，200rmp；当YPD液体培养基OD600达到2以上时，培养基中的葡萄糖基本被消耗完全，接入以木糖为唯一碳源的YPX液体培养基中，28℃进行培养；每12h取菌液测定OD600绘制生长曲线，然后取离心上清，稀释20倍后，用DNS法测定培养基中木糖的残余量。重组酿酒酵母INVSc-pHBM368-PGK-XI与原始菌株INVSc在以木糖作为唯一碳源条件下的生长曲线如图5所示，48h内重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI的OD600由0.23上升至1.75，而原始菌株INVSc由0.22上升至1.19，且在24h内重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI的生长曲线斜率明显高于原始菌株INVSc，由此可以得出重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI在以木糖为唯一碳源的条件下的生长情况优于原始菌株INVSc的。
INVSc-pHBM368-PGK-XI与原始菌株INVSc对木糖的利用情况如图6所示，INVSc-pHBM368-PGK-XI在48h内木糖的残余量明显逐步下降，而相比之下原始菌株INVSc的木糖残余量则变化甚小，原始菌株对木糖的少许利用可能是在非特异性醛糖还原酶的作用下完成的。通过DNS法木糖标准曲线所得公式计算，重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI在48h内消耗木糖11.85g/L，对比原始菌株INVSc提高了85.1％，且将培养基中的木糖消耗了85.9％，同时重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI对木糖的消耗曲线持续处于下降的趋势，明显体现出重组菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI对木糖的利用率高于原始菌株INVSc。
以上结果说明本实验构建的重组酵母菌株INVSc-pHBM368-PGK-XI具备利用木糖的能力。
6.INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA与INVSc-pHBM368-PGK-XI混合发酵木质纤维素
混合发酵实验具体实施方案如下：
(1)将转化所得到的木聚糖酶重组酿酒酵母INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA及木糖异构酶重组酿酒酵母INVSc-pHBM368-PGK-XI分别在YPD固体平板上划线28℃活化，形成单菌落；
(2)挑取木聚糖酶重组酿酒酵母INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA及木糖异构酶重组酿酒酵母INVSc-pHBM368-PGK-XI单菌落，分别接种于50mlYPD液体培养基中，28℃200rpm培养12h；
(3)将玉米秸秆用粉碎机粉碎后用超纯水冲洗掉可溶性糖，冲洗操作重复3次后放入60℃烘箱烘干，称取烘干的玉米秸秆粉配置1L的YP-玉米秸秆培养基，108℃灭菌；
(4)按照发酵体系的10％接种量将木聚糖酶重组酿酒酵母及木糖异构酶重组酿酒酵母分别加入到YP-玉米秸秆培养基中，以如下组合添加重悬菌体进行混合发酵：
(5)按照上表接种后，28℃进行发酵24h取样测定乙醇产生情况；
(6)为模拟生产条件，扩大培养体积至5L，28℃发酵36h取样测定乙醇产生情况。
将INVSc-pHBM368-PGK-SS-CA与INVSc-pHBM368-PGK-XI按照上述方法以玉米秸秆粉末作为唯一碳源进行混合发酵，在1L发酵体系中，测得木聚糖酶重组菌株单独发酵24h后乙醇含量为0.41g/L，木糖异构酶重组菌株单独发酵24h后乙醇含量为0.28g/L，木聚糖酶重组菌株和木糖异构酶重组菌株混合发酵24h后乙醇含量为0.54g/L，由此结果可见木聚糖酶重组菌株和木糖异构酶重组菌株混合发酵乙醇产量高于单独发酵的乙醇产量，乙醇发酵浓度分别提高31.7％、92.8％。为进一步验证该结果，将发酵体系扩大为5L，发酵时间延长为36h，测得在5L发酵体系中木聚糖酶重组菌株单独发酵36h乙醇含量为0.50g/L，木糖异构酶重组菌株单独发酵36h后乙醇含量为0.42g/L，木聚糖酶重组菌株和木糖异构酶重组菌株混合发酵36h后乙醇含量为0.66g/L，该发酵实验结果显示，使用本实验的两株菌株进行混合发酵比单独发酵所产生的乙醇含量分别高出32.0％和57.1％。
木聚糖酶重组菌株与木糖异构酶重组菌株的混合发酵技术有效增加了以天然木质纤维素为原料的乙醇发酵产量，一定程度上解除了发酵过程中因木糖的积累而造成的抑制作用，提高了木质纤维素中木聚糖组分的利用效率，从而实现对木质纤维素的充分发酵。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可利用木糖的酿酒酵母菌，其特征在于，为转入了木糖异构酶表达框的酿酒酵母菌INVSc。
2.根据权利要求1所述的可利用木糖的酿酒酵母菌，其特征在于，所述木糖异构酶表达框由瘤胃壶菌属的木糖异构酶基因XI以及连接在上游的启动子组成。
3.根据权利要求2所述的能利用木糖的酿酒酵母菌，其特征在于，所述木糖异构酶表达框通过将瘤胃壶菌属的木糖异构酶基因XI插入到PHBM368-PGK的SnaB I和Eco81I之间得到。
4.一种木聚糖降解及木糖利用的混合酿酒酵母菌，其特征在于，包括权利要求1-3中任一项所述的可利用木糖的酿酒酵母菌以及转入了木聚糖酶表达框的酿酒酵母菌。
5.一种提高木聚糖利用效率的方法，其特征在于，包括将转入了木聚糖酶表达框的酿酒酵母菌和权利要求1-3中任一项所述的可利用木糖的酿酒酵母菌一起混合发酵木质纤维素的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述木聚糖酶表达框由浅白隐球酵母的木聚糖酶基因CA以及连接在上游的启动子组成。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述木聚糖酶表达框通过将浅白隐球酵母的木聚糖酶基因CA按SnaB I到Eco81 I的方向插入到pHBM368-PGK的SnaB I和Eco81 I之间得到。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：将所述转入了木聚糖酶表达框的酿酒酵母菌与所述可利用木糖的酿酒酵母菌加入含有木聚糖的培养基中，形成发酵混合物；
S2：将所述发酵混合物于28℃发酵24-36h，所述发酵混合物中的木聚糖即被代谢成乙醇。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，S1中添加的所述转入了木聚糖酶表达框的酿酒酵母菌与所述所述可利用木糖的酿酒酵母菌的量的比值为1:1。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述含有木聚糖的培养基通过以下方法得到：
S21：将玉米秸秆粉碎并冲洗其中的可溶性糖，烘干得到不含可溶性糖的玉米秸秆粉；
S22：将所述不含可溶性糖的玉米秸秆粉添加至YP培养基中，得到YP-玉米秸秆粉培养基，即所述含有木聚糖的培养基。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108865914A (zh) * 2018-07-21 2018-11-23 湖北大学 一种可降解木质纤维素的重组酿酒酵母菌株及其应用
CN116496917A (zh) * 2023-03-24 2023-07-28 湖北大学 一种高效共利用木糖和葡萄糖的重组酿酒酵母及其应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101260394A (zh) * 2008-05-05 2008-09-10 广西科学院 褐色喜热裂孢菌木糖异构酶在酿酒酵母中的活性表达与应用
CN105018517A (zh) * 2015-07-16 2015-11-04 湖北大学 一种利用天然纤维素为唯一碳源进行同步糖化发酵的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101260394A (zh) * 2008-05-05 2008-09-10 广西科学院 褐色喜热裂孢菌木糖异构酶在酿酒酵母中的活性表达与应用
CN105018517A (zh) * 2015-07-16 2015-11-04 湖北大学 一种利用天然纤维素为唯一碳源进行同步糖化发酵的方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANJALI MADHAVAN ET AL.: "Xylose isomerase from polycentric fungus Orpinomyces: gene sequencing, cloning, and expression in Saccharomyces cerevisiae for bioconversion of xylose to ethanol", 《APPL MICROBIOL BIOTECHNOL》 *
HUI-TING SONG ET AL.: "Simultaneous saccharification and fermentation of corncobs with genetically modified Saccharomyces cerevisiae and characterization of their microstructure during hydrolysis", 《BIOENGINEERED》 *
ROLF MOROSOLI ET AL.: "Secretion of a Cryptococcus albidus xylanase in Pichia stipitis resulting in a xylan fermenting transformant", 《CURR GENET》 *
YUSUKE SASAKI ET AL.: "Enhanced Direct Ethanol Production by Cofactor Optimization of Cell SurfaceDisplayed Xylose Isomerase in Yeast", 《BIOTECHNOL. PROG.》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108865914A (zh) * 2018-07-21 2018-11-23 湖北大学 一种可降解木质纤维素的重组酿酒酵母菌株及其应用
CN108865914B (zh) * 2018-07-21 2021-08-27 湖北大学 一种可降解木质纤维素的重组酿酒酵母菌株及其应用
CN116496917A (zh) * 2023-03-24 2023-07-28 湖北大学 一种高效共利用木糖和葡萄糖的重组酿酒酵母及其应用

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