Abstract
To develop thermotolerant ethanol producing yeast strains, the protoplasts of Saccharomyces carlsbergensis having good fermentability at $30^{\circ}C$ and Kluyveromyces marxianus able to grow at $42^{\circ}C$ were fused. Under the optimal conditions for protoplast formation, the frequency of protoplast formation of S. carlsbergensis was 92 - 94% and that of K. marxianus was 98%. Fusion frequency between S. carlsbergensis and K. marxianus was $1.4\times10^{-6}-4.8$\times10^{-7}$. Among the 27 fusants obtained, 6 fusants were able to grow at $42^{\circ}C$. While the parental strains produced 3.2-3.4%(w/v) ethanol after 3 days from the fermentation medium containing glucose, fusants SK41-4 and SK53-22 produced 5.2%(w/v) ethanol in the same condition. The thermotolerance of SK53-22 was not high, but that of SK41-4 was quite high.
$30^{\circ}C$에서 에탄올 발효력이 우수한 Saccharomyces carlsbergensis와 $42^{\circ}C$에서 성장력이 우수한 Kluyveromyces maxianus를 원형질체 융합을 통하여 고온에서도 발효력이 우수한 효모 균주를 개발하고자 하였다. 원형질체 융합을 위해 원형질체 형성율의 최적 조건을 조사하였는데, 두 균주 모 두 삼투안정제는 1.2M KCl, 세포벽 분해 효소의 농도와 처리 시간은 각각 200 (unit/ml)와 90분으로 동일하였고, 전처리용액으로서 EDTA와 mercaptoethanol의 농도, 그리고 최적 pH는 두 균주가 차이를 보여 S. carlsbergensis가 각각 10-20 mM/ml, $4.0\mu$l/ml, 그리고 7.0이었고, K. marxianus의 경우 20mM/ml, 2.5-4 $\mu$l/ml, 그리고 8.0이었다. 원형질체 형성을 위한 최적 조건하에서 원형질체 형성을 S. carlsbergensis의 경우 92.94%, K marxianus는 98%였으며, 두 균주의 원형질체 융합율은 $1.4\times10^{-6}-4.8$\times10^{-7}$으로 나타났다. 두 균주를 융합시킨 결과 SG배지$ 30^{\circ}C$에서 6-8일 배양 후에 27주의 융합주들을 획득하였고, 이 중에서$ 42^{\circ}C$에서 성장을 보인 융합주는 6주이었다. $42^{\circ}C$ 그리고 16%(w/v) 포도당이 함유된ㄴ 배지에서 3일 발효 후 모균주들이 3.2-3.4%(w/v)의 에탄올을 생산하였는데 비해 융합주 SK41-4와 SK53-22는 같은 조건에서 모두 5.2%(w/v)의 에탄올을 생산하였다. 고온내성에 대한 안정성을 조사한 결과, SK53-22 경우 세포 분열이 거듭됨에 따라 안정성이 감소하였으나, SK41-4는 30세대 세포분열 후 100.0%로서 안정성이 매우 높았다.
