[發明專利]一種紅樹林克雷伯氏菌及其在生產1,3-丙二醇中的應用

有效

• 申請號: 201210053231.X
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102604863A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 周勝;秦啟偉;魏京廣;李莉莉;付靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P7/18;C12R1/22
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 劉明星

技術領域：

本發明屬于生物工程技術領域，具體涉及一種紅樹林克雷伯氏菌及其在生產1，3-丙二醇中的應用。?

背景技術：

1，3-丙二醇(PDO)是一種重要的化工原料，可作為有機溶劑，應用于耐壓高潤滑劑、染料、油墨、防凍劑等行業。PDO可用來合成雜環、藥物中間體、聚酯和聚氨酯，尤其是可作為聚酯PTT的單體。PTT是繼50年代聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、70年代聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)之后實現工業規模的新的可成纖聚酯高分子材料，是一種極有發展前途的新型聚酯材料。1998年PTT被美國評為六大石化新產品之一。PTT與PET、PBT相比除具有聚酯的耐化學性外，還具有其它一些更優良的特性。如尼龍的彈性恢復性；在全范圍無需添加特殊化學藥品即能呈現良好的連續印染特性；抗紫外、臭氧和氮氧化合物的著色性；抗內應力；低水吸附、低靜電以及良好的可生物降解性；可循還利用性等。由于PTT的具有以上優良特性，它在地毯工業、服裝材料、工程熱塑料以及其它眾多領域有著很廣泛的應用。?

生產PTT纖維的關鍵在于單體原料PDO的來源。PTT占領市場的關鍵在于價格，而PTT的價格主要取決于PDO的價格。由于不能廉價制得PDO，制約了PTT的研制和市場開拓。直到90年代中期PDO實現了工業化生產，使得PDO價格大大降低，PTT才開始工業化生產和應用。?

Dupont和Shell兩家跨國公司曾采用化學合成路線，以環氧乙烷或丙烯為原料生產PDO。化學合成法生產PDO的缺點是副產物多，選擇性和產率較低，操作條件需要高溫高壓，設備?投資巨大，原料不可再生；同時由于產量有限，長期以來PDO售價偏高。?

目前1，3-丙二醇的生產方法主要是微生物發酵法。與化學合成法相比，微生物發酵法生產1，3-丙二醇具有顯著的優點：1、利用成本較低的可再生資源(如甘油、玉米、淀粉)為原料；2、生產條件溫和，操作簡便，不需貴重金屬催化劑；3、選擇性好，副產物較少，易于分離純化；4、環境污染小。微生物發酵法是以生物技術為特征的“綠色工業”向傳統石油化工提出的強有力的挑戰，具有重要的現實意義，因而越來越受到重視。?

生物合成法生產1，3-丙二醇是利用微生物歧化甘油產生。至今所有被發現的1，3-丙二醇生產菌種均為細菌，其中克雷伯氏菌(Klebsiella?pneumoniae)、弗氏檸檬酸桿菌(Citrobacter?freudii)和丁酸梭菌(Clostridium?butyricum)具有較高的1，3-丙二醇轉化率和1，3-丙二醇生產強度，具有較高的開發前景，從而得到了較多關注。?

目前被用來生產1，3-丙二醇的克雷伯氏菌主要分離自陸地土壤中。克雷伯氏菌發酵甘油生產1，3-丙二醇的同時會生產多種副產物如乙酸、乳酸、丁二酸、乙醇、2，3-丁二醇等，其中乙酸、乳酸對發酵存在較強的抑制作用；由于發酵過程中自動控制pH需要流加堿液，會形成乙酸鈉、乳酸鈉等有機酸鹽，對發酵過程也存在抑制作用；隨著副產物有機酸與有機酸鹽的積累，抑制了1，3-丙二醇的生產，到發酵后期，1，3-丙二醇增長緩慢。如果菌種對有機酸或有機酸鹽耐受性增強，那么菌種發酵生產1，3-丙二醇的能力可以得到進一步提高。?

紅樹林是海洋與陸地過渡的特殊生態環境，兼具有陸地和海洋的特征。紅樹林土壤的pH值低，呈酸性；由于海水的周期浸漬以及紅樹林與土壤間元素的循環作用，紅樹林土壤的含鹽量較高，具有鹽漬化特征；紅樹林土壤的有機質含量較高，其生態系統中具有豐富多樣的微生物。如果能從紅樹林底泥中分離出克雷伯氏菌，其對有機酸和有機酸鹽的耐受性可能較陸?地分離株更強，該特征對工業生產存在潛在的利用價值。?

目前還沒有利用來源于海洋或海洋與陸地過渡生境的克雷伯氏菌發酵生產1，3-丙二醇的報導。?

發明內容：

本發明的第一個目的是提供一種從海洋紅樹林生態系統中分離、篩選的具有生產1，3-丙二醇優良性能的克雷伯氏菌新菌株：肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella?pneumoniae)HSL4，該菌種已于2011年3月21日保存在中國典型培養物保藏中心(CCTCC)，地址：中國武漢市武漢大學，保藏編號：CCTCC?NO：M?2011075。?

肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella?pneumoniae)HSL4的分離、篩選和鑒定：?