文 献 综 述

一、概述

20世纪发生的两次石油危机和近年来严重的环境问题，使得资源、能源供给和环境保护成为新世纪人类面对的共同挑战，也是影响世界经济发展和安全稳定的主要因素[1]。 传统的化工产业消耗了大部分的石油、煤炭等不可再生资源，这些资源目前面临枯竭，因此寻找新的可替代能源成为当今世界面临的重要任务[2]。 生物乙醇作为洁净无污染的新能源，满足了时代的需要。

乙醇是通过传统工艺获得的最古老的产品之一，人类利用它的历史悠久，其应用的领域遍及食品饮料、化工原料和燃料乙醇作为基本化工原料，乙醇经转化可衍生出多种化工产品，如乙烷、乙酸、乙烯、聚乙烯和苯等[3] ，产品总量达300种以上；作为一种重要的有机溶剂，可用于卫生医药品、洗涤剂、工业溶剂、专用溶剂、稀释剂和表面涂料溶剂等五个方面。

乙醇生产主要可采用发酵法和化学合成法[4]。 化学合成法的原料来源于化石原料天然气和煤炭，显然合成法已不能适应当前的发展潮流，同时合成乙醇中夹杂的异构高碳醇对人体的高级神经中枢有麻痹作用，不适于制作饮料、食品、医药和香料等生物乙醇是指以生物质为原料转化得到的乙醇，是一种重要的生物质能源[5] 。生物乙醇作为一种洁净的可再生能源，受到日益广泛的关注。木糖是自然界含量最丰富的五碳糖之一，广泛存在于林业及农业作物的半纤维素中，若能利用木糖生产生物乙醇，则会大大降低传统生物乙醇的生产成本[6]。

目前，利用植物纤维资源生物转化生产乙醇技术仍然面临着几个关键的障碍，其中木糖的高效乙醇发酵是瓶颈之一，寻求性能优越的己糖、戊糖同步乙醇发酵菌株成为研究的重点之一[7] 。

二、酿酒酵母

酿酒酵母具有易培养、耐酒、耐抑制物、耐高糖和厌氧发酵的优良品质，一直是乙醇发酵的研究重点和首选目标微生物[8]。酿酒酵母作为寄主菌的原因除它本身所具有的

优良的己糖发酵性能外，同时也得益于它在遗传学上的独特优势[9]。酿酒酵母是传统的乙醇生产菌株，其全基因组序列已测定，遗传操作技术也已经成熟。作为乙醇生产菌株，酿酒酵母具有许多优良特性：1）在厌氧条件下的良好的生长能力，2）发酵葡萄糖有较高的乙醇得率，3）对一些生长抑制因子如乙酸、糠醛等具有较高的抗性，4）较高的乙醇耐受性，5）被公认的加剧和石油价格的攀升，对于酿酒酵母工程菌利用非淀粉质原料生产燃料乙醇，已经成为发展新的可再生能源的重要组成部分[10]。

在乙醇发酵工业中，酿酒酵母具有厌氧、耗糖快、耐抑制物强、耐高糖、耐乙醇和代谢副产物少等优良性能，一直是乙醇生产中应用最广泛的菌种，但它不具备木糖代谢能力[11]。研究表明，酿酒酵母不能发酵或利用木糖的根本原因在于缺乏转化木糖生成木酮糖的相关代谢途径，即缺乏编译木糖还原酶(XR)的基因和木糖醇脱氢酶(XDH)的基因[12]。

在酵母菌分类方法中，随机扩增多态性DNA分子标记技术更精确简便，可直接或间接检测和鉴定遗传相对稳定的基因组DNA，能够更准确地反映酵母菌种间的亲缘关系，在酵母菌的分类鉴定上更具有优越性 [13]。