[發(fā)明專利]一株能耐受高濃度丁醇的粘膜乳桿菌

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910114538.4
• 申請日: 2009-11-11
• 公開（公告）號: CN101712939A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左文樸;裴建新;龐浩;黃日波;黃志民;黎貞崇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西科學(xué)院
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12R1/225
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。特別是一株能耐受高濃度丁醇的粘膜乳桿菌Lactobacillus?mucosae?BTPZ?14-14。

背景技術(shù)

生物丁醇是具有巨大應(yīng)用價值的新一代生物能源。隨著石油資源的減少，開發(fā)新一代的燃料，使燃料結(jié)構(gòu)多元化，減少對石油資源的依賴，已成為各國的共識。從各種可再生的生物質(zhì)中制備液體燃料，如乙醇、丁醇等，是一個可行的替代石油的新能源方案。

丁醇具有高能量密度、低親水性、高辛烷值以及不易揮發(fā)等特點。和乙醇相比，丁醇可以直接加注到汽車引擎中使用，不需對汽車進行改裝，不會引起引擎的水銹，不降低汽車的動力性。而且丁醇可以使用目前的各種石油儲存和運輸系統(tǒng)。這些特點決定了它是適宜的替代石油的新一代能源。

丁醇的生產(chǎn)有兩種方法，一種是利用化學(xué)方法從石油中生成，另一種方法是利用微生物發(fā)酵的方法生產(chǎn)。丙酮丁醇梭菌是目前國內(nèi)普遍使用的丁醇發(fā)酵微生物。但是，丁醇是一種對微生物有毒害作用的發(fā)酵產(chǎn)物。當(dāng)丁醇量積累到一定程度，發(fā)酵宿主生理代謝停止，發(fā)酵無法進行。丙酮丁醇梭菌發(fā)酵過程中，丁醇的發(fā)酵終濃度一般只能維持在1.2-1.4％之間。發(fā)酵產(chǎn)物中過低的丁醇濃度導(dǎo)致丁醇生產(chǎn)需要大體積的發(fā)酵過程以及需要繁雜和耗能的后提取工藝。這兩個因素造成丁醇發(fā)酵法生產(chǎn)的成本居高不下(Sang?Y.L，et?al.BiotechnolBioeng，2008，101(2)：209-228)。

解決這個問題的一個方法是對丙酮丁醇梭菌進行突變，如使用連續(xù)富集的方法選育突變菌株以提高耐受丁醇的能力。通過這些方法，選育到對丁醇的耐受度提高到15g/L的丙酮丁醇梭菌。但是由于丙酮丁醇梭菌在丁醇發(fā)酵中具有一個從產(chǎn)酸過程到產(chǎn)溶劑過程的過渡，許多復(fù)合因子對該細胞代謝過程進行著復(fù)雜的調(diào)節(jié)和控制，通過改造的方法提高丙酮丁醇梭菌的丁醇耐受能力的余地很小(Baer?S.H.，et?al.Appl?Environ?Microbiol，1987，53(12)：2854-2861；Scotcher?M.C.，et?al.Appl?Environ?Microbiol，2005，71(4)：1987-1995；Thormann?K.，et?al.J?Bacteriol，2002，184(7)：1966-1973；Dürre?P.ApplEnviron?Microbiol，1998，49(6)：639-648)。

另一個可行的途徑是在能夠耐受高濃度丁醇的宿主菌中建立一整套產(chǎn)丁醇的途徑。目前已有利用大腸桿菌作為宿主菌，構(gòu)建一套全新的代謝途徑進行丁醇生產(chǎn)的報告(Atsumi?S.，et?al.Metab?Eng，2008，10(6)：305-311；Atsumi?S.，et?al.Nature.2008，451(7174)：86-9)。但是由于大腸桿菌本身對丁醇的耐受性并不高，大腸桿菌屬中的Escherichia?coli?K12最高能夠耐受丁醇濃度為8g/L，因而并不適合用于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)丁醇。其它微生物對丁醇的耐受能力更高，如酵母菌屬中的Saccharomyces?cerevisiae最高能夠耐受丁醇濃度為16g/L，乳酸菌屬的Lactobacillus?brevis最高能夠耐受丁醇濃度為24g/L。因而，尋找一個能夠耐受高濃度丁醇的微生物作為丁醇重組生產(chǎn)的宿主是非常重要的(Knoshaug?E.，et?al.Appl?Biochem?Biotechnol，2009，153(1-3)：13-20)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一株能耐受高濃度丁醇的粘膜乳桿菌，該菌株是從自然環(huán)境中分離篩選出來，為丁醇的生產(chǎn)提供一種發(fā)酵宿主，以克服目前生產(chǎn)丁醇菌株不能耐受高濃度丁醇的局限。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達到上述目的：

申請人從位于廣西壯族自治區(qū)南寧市市郊的堆肥中分離得到一株能夠耐受高濃度丁醇的BTPZ?14-14菌株；經(jīng)形態(tài)觀察、生理生化和16S?rDNA鑒定，BTPZ14-14菌株在分類學(xué)上屬于粘膜乳桿菌(Lactobacillus?mucosae)，申請人于2009年9月21日將該菌株保藏于湖北省武漢市武漢大學(xué)內(nèi)的中國典型培養(yǎng)物保藏中心(簡稱CCTCC)，其保藏編號為：CCTCC?NO：M?209207。

BTPZ?14-14菌株為兼性厭氧菌，能夠在溫度20℃～50℃、pH值為3.0～10.0的環(huán)境中存活，適宜生長溫度為30℃～45℃，pH值為5.0～8.0。

BTPZ?14-14菌株16S?rDNA序列具有序列表1所示的核酸序列，與粘膜乳桿菌同源性在99％以上。