本文目的是构建菊粉酶基因、果胶酶基因及木聚糖酶基因,充分利用菊芋的主要成分。首先,将菊粉酶基因整合到实验室前期构建好的半乳糖(GAL)诱导型和磷酸甘油酸激酶(PGK)组成型这两种强启动子的表达载体中来促进酿酒酵母对菊粉的利用,通过培养基优化提高酵母的乙醇产率,筛选出优势启动子PGK。为解决菊芋中果胶、木聚糖不能被酿酒酵母直接利用等难题,将果胶酶基因和木聚糖酶基因整合到含有PGK启动子的表达载体中,促进酵母对底物的利用。其次,分别将菊粉酶基因、木聚糖酶基因和果胶酶基因通过电转化的方法导入到毕赤酵母中,发酵完成后测定乙醇浓度。在这三种不同基因的作用下,将菊芋中各类多糖水解转化为发酵性单糖制备燃料乙醇,这些酵母在燃料乙醇的制备应用上具有重要价值。本研究的主要结果:(1)酿酒酵母宿主,以菊粉为底物的培养基中,野生型酿酒酵母产乙醇浓度为2.7 g/L,含PGK启动子转基因酵母产乙醇浓度为71.74 g/L;含GAL启动子转基因酵母产乙醇浓度为60.35 g/L,以木聚糖为底物的培养基中,野生型酿酒酵母产乙醇浓度为0.909 g/L,含PGK启动子转基因酵母产乙醇浓度为11.17g/L;以果胶为底物的培养基中,野生型酿酒酵母产乙醇浓度为2.034 g/L,含PGK启动子转基因酵母产乙醇浓度为11.924 g/L。(2)毕赤酵母宿主,菊粉酶活力为500 U/mL,以菊粉为底物的培养基中乙醇浓度为9.559 g/L;木聚糖酶活力为880 U/mL,以木聚糖为底物的培养基中乙醇浓度为0.7465 g/L;果胶酶活力为700 U/mL,以果胶为底物的培养基中乙醇浓度为1.3765 g/L。以酿酒酵母为宿主的表达系统中,相对于野生型菌株,分别以菊粉、木聚糖、果胶为底物的转基因菌株产乙醇效率分别提高26倍、14倍、5倍。以毕赤酵母为宿主的表达系统中,相对于野生型菌株,转基因菌株分别能利用其底物少量产乙醇。