[發明專利]一種高效降解木質素的菌種及其應用

無效

• 申請號: 200810050515.7
• 申請日: 2008-03-18
• 公開（公告）號: CN101538536A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 顏煒群;張新民
• 申請（專利權）人: 吉林圣元科技有限責任公司
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C02F3/34;D21C3/00;D21C9/10;C12R1/645
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

發明領域

本發明涉及微生物菌種的篩選、純化和鑒定方法及其應用，特別是涉及高降解木質素菌種的篩選純化，以及培養該高效降解木質素菌種的方法及其應用。

發明背景

木質素是植物中含量僅次于纖維素的一種豐富的大分子次生代謝產物。據估算，世界每年可由植物產生約600萬噸木質素。木質素具有重要的生物學功能。在木質化過程中，木質素滲入到細胞壁，以提高植物體的機械強度；木質素由于具有疏水性而有利于疏導組織的水分運輸；木質素還有利于植物體抵抗病菌微生物等不良外界環境的侵襲。然而，木質素的存在并不利于人類的某些重要經濟用途，尤其是在制漿造紙工業中，制漿造紙的中心環節是利用大量的化學品將原料中的木質素與纖維素分離，纖維素用于造紙，而分離的木質素形成造紙廢液，造成嚴重的環境污染，且脫木質素的化學藥品投入及廢液的堿回收處理大大增加了造紙成本。

在自然界中，大多微生物個體雖然個體微小，但生長旺盛繁殖快，若其具有降解木質素能力，將能有效的降解木質素。目前發現的能降解木質素的微生物主要是真菌，根據真菌降解木材時引起其性狀變化不同，將它們分為白腐真菌，褐腐真菌和軟腐真菌。白腐真菌降解木質素能力一般高于降解纖維素能力，其他兩種降解木質素能力弱于降解纖維素能力。關于真菌能夠降解木質素，大多認為其能產生能一些降解木質素酶。目前，研究比較多，降解能力較強的酶有三種，即木質素過氧化物酶(Lignin?Peroxidase/Lip)、錳依賴過氧化物酶(Manganasesperoxidase/Mnp)和漆酶(lacase)。除了上述3種重要的酶外，其他的如葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶及一些還原酶和蛋白酶等都參與或對木質素的降解有一定的影響。

近年來，某些真菌降解木質素已開始應用于工業生產和環境處理。如黃原孢毛平革菌和Phlebia?brevispora等白腐菌已應用于造紙工業中的生物制漿，生物漂白等過程。Setliff利用真菌對楊木進行了預處理，結果表明，與未經真菌處理相比，在盤磨機磨至相同游離度的情況下，楊木可以降低20％的能耗。

用木質素降解菌處理飼料可提高動物對飼料的消化，并且已經突破了秸稈僅用于反芻動物飼料的禁區，對飼養豬、雞的實驗效果已有報道。而且秸稈可以轉化為有機肥料，但自然轉化的過程較長，應用白腐菌可以加快它的轉化速度。此外，木質素降解菌還可以應用于污水處理，土壤恢復等領域。

目前研究及應用的菌種存在對木質素降解的特異性和活性不足等缺點，因此，篩選產酶量高、抗性強的菌種，從而改進生產工藝是國內外研究的主要熱點。本實驗從長白山腐朽的木材中篩選獲得了能較強降解木質素的菌種，其在造紙業，畜牧業，以及環境保護等方面具有很大意義。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種篩選獲得高活性的降解木質素的菌種的方法，該方法包括利用馬鈴薯培養基進行培養獲得單克隆菌株，而后利用苯胺蘭平板、分光光度計、木質素平板、纖維素培養液以及紫穗槐木材中實際測試從而獲得對木質素降解能力強而對纖維素降解能力弱的菌種。

本發明的另一個目的是提供高活性的降解木質素的菌種，其特征在于生長繁殖迅速，對木質素降解能力強而對纖維素降解能力很弱。

目前，一些降解木質素的微生物已開始應用于工業生產和環境處理。如黃原孢毛平革菌和Phlebia?brevispora等白腐菌已應用于造紙工業中的生物制漿，生物漂白等過程。Setliff利用真菌對楊木進行了預處理，結果表明，與未經真菌處理相比，在盤磨機磨至相同游離度的情況下，楊木可以降低20％的能耗。用木質素降解菌處理飼料可提高動物對飼料的消化。而且秸稈可以轉化為有機肥料，但自然轉化的過程較長，應用白腐菌可以加快它的轉化速度。此外，木質素降解菌還可以應用于污水處理，土壤恢復等領域。

本發明將取材于長白山的質地松軟的腐朽木材用無菌的蒸餾水沒過浸泡兩小時，然后將取200微升液體均勻涂到馬鈴薯培養板(PDA)上，28℃培養2天，選取不同位置的菌落于選擇培養基上多次劃板傳代，獲得單克隆菌株。

本發明在獲得多株單克隆菌株后，繼而采用下述方法進行了菌種的篩選，從而獲得了具有高活性木質素能力而對纖維素降解活性低的菌種。