随着时代的进步和发展,面对化石能源日渐枯竭的窘境和环境污染治理困境,以及《京都协议书》对各国减少碳排放量义务也备受关注,全球的能源供给局势日益严峻。因此寻找高效清洁的能源已成为全人类迫在眉睫的研究方向。生物乙醇因具有清洁、无污染、可持续、可再生等优势而在能源领域备受青睐,已成为极具发展前景的生物质能源,对其合理开发和利用已成为世界能源领域的焦点。面对人多粮少的国情,并考虑经济和环境友好性,我国亟待发展以“非粮物质”为原料的燃料乙醇生产路线。菊芋地下块茎富含菊糖,易生长、成本低,极具开发价值,是微生物发酵乙醇的良好糖源。近年来,研究者们陆续从自然界中筛选出几株直接利用菊糖的酿酒酵母菌株。据已有文献报道,转化酶是酿酒酵母中参与菊糖降解的关键酶,SUC2是其关键编码基因。菊糖发酵是用生物原料制取生物乙醇工业化生产的技术关键。本论文对酿酒酵母发酵菊糖生产乙醇的过程进行了研究。以酿酒酵母BY4741和野生型L610以及重组菌为研究对象,分别进行菊糖发酵生产乙醇的实验。通过优化SUC2基因启动子形成不同表达水平的酿酒酵母重组菌进行菊糖发酵乙醇实验,考察SUC2基因不同表达水平对菊糖酶活性的影响,进而探究菊糖酶活性与乙醇产量的关系。本文分析了酿酒酵母BY4741利用不同底物的情况,研究了不同底物浓度对酿酒酵母BY4741发酵生产乙醇性能的影响,证实了酿酒酵母可以持续利用高浓度果糖、葡萄糖、蔗糖作为底物发酵产乙醇。选取低、中、高不同表达水平SUC2基因的酿酒酵母进行乙醇发酵研究,证实重组菌生物量的大小与基因表达水平的高低无关。而中等表达水平SUC2酶酿酒酵母菌株的产乙醇能力最强。由于SUC2基因编码酿酒酵母发酵菊糖生产乙醇过程中的一个关键酶——转化酶,该酶活性与乙醇产量成正比,因此提高酿酒酵母的转化酶活性有利于提高乙醇产量。优化了中等表达水平重组菌发酵菊糖产乙醇的条件,在温度为37 oC、pH为5.5的条件下有利于提高酿酒酵母的酶活,能够获得相对较高菊糖利用率和乙醇产量。本课题的研究成果能实现基因工程等方式改造酶基因,寻找最优条件,进而提高菌株产乙醇的性能,为投入大规模的工业化生产奠定基础。