[發明專利]一種微生物及其在降解纖維素中的應用

有效

• 申請號: 201210320387.X
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102796688A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 周紅麗;熊冬梅;蘇小軍;曾璐;田開忠
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P19/14;C12P19/02;C12R1/01
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及一種可將纖維質原料降解的菌株，尤指一種兼性厭氧微生物降解纖維素的微嗜酸寡養單胞菌（Stenotrophomonas?acidaminiphila）。

背景技術

纖維素是地球最豐富的生物質資源。包括農作物纖維資源、林業纖維資源等。每年的陸生植物纖維量可達500億噸左右，其中農作物纖維的每年產量就可達7億多噸，然而纖維素不溶且結構復雜。纖維素還以緊密結晶形態存在，天然的纖維資源被堅韌的木質結構外表所包裹，這些結構上的特點給纖維素的降解帶來了許多困難,如此大量的纖維原料只能被廢棄。研究表明，纖維素在降解后得到的產物可在食品、能源替代物及化學原料等方面得到應用，如能源物質沼氣和乙醇的發酵。目前纖維素的有效利用還存在較大的瓶頸問題——纖維素結構復雜，降解極其緩慢。但是從目前人類對可再生能源的迫切需求來看，纖維素合理有效的的降解技術的研究是非常有意義的。研究者們正力求尋找出更高效更環保的纖維素的降解方法，使纖維素類物質能得到有效利用成為具有價值的可再生能源原料。

降解纖維素常用的方法包括：化學處理法、物理處理法及生物降解法。其中化學法所用試劑通常為強酸強堿，具有較強的腐蝕性，對設備的耐腐蝕性有很高的要求，反應后還須面臨化學試劑的回收及易造成環境污染的問題；物理法涉及大規模的處理費用高，對儀器設備有要求且需要額外耗能。而纖維素的生物處理具有對環境不造成污染也不需另外耗能處理。隨著微生物研究及應用的發展，將微生物投用于纖維原料處理的研究越來越多，如布料的拋光處理、洗滌工業、纖維類原料的乙醇和沼氣發酵等。無論是對纖維素高效降解菌種的誘變、產酶優化、基因工程菌構建研究，還是對其酶及酶制劑的研究和應用，首先都建立在篩選出具有潛質的纖維素降解菌的基礎上。針對各種纖維原料的差異及不同的處理條件，不同種類微生物凸顯出它們不同的特征及優勢。篩選及發現具有潛質的纖維素降解菌對今后纖維利用業的發展及微生物研究應用具有重要意義。

發明內容

針對目前纖維素物理化學降解方式的不足，而微生物降解的優勢，本發明提供一種可利用纖維素的微嗜酸寡養單胞菌（Stenotrophomonas?acidaminiphila）MY6，該菌可將纖維素原料或羧甲基纖維素鈉降解生成葡萄糖。該屬在纖維素降解領域從未見過報道，本次發明為首次發現寡養單胞菌屬具有產纖維素酶的能力。

本發明所述的微嗜酸寡養單胞菌（Stenotrophomonas?acidaminiphila）MY6，已于2012年5月18日保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏單位地址：北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，保藏編號為CGMCC?NO.6122。

本發明的微嗜酸寡養單胞菌MY6在瓊脂培養基平板上劃線，37℃培養24h，觀察菌落呈圓形表面光滑、濕潤、中部微凸整齊、有光澤、不透明乳白色或黃色、直徑1-2mm。革蘭氏染色鏡檢并拍照。通過顯微鏡放大100倍，觀察到本發明MY6菌體形態如圖1所示，菌株呈短桿狀，革蘭氏陰性。

本發明菌株的生理生化特征如下，見下表1：

表1??菌株MY6、FY2生理生化特征

注：“-”代表陰性，“+”代表陰性

本發明的分子鑒定過程及結果如下所示：

采用TAKARA基因組DNA提取試劑D305S提取本發明菌株的總DNA，通過D310試劑盒進行16S?rDNA?PCR擴增,獲得1537bp16S?rDNA片段。

委托上海生工生物工程技術服務有限公司完成16S?rDNA測序，測序引物為：Seq?forward：5′-GAGCGGATAACAATTTCACACAGG-3′；Seq?reverse：5-CGCCAGGGTTTTCCCAGTCACGAC-3′；Seq?internal：5′-CAGCAGCCGCGGTAATAC-3′。獲得DNA測序結果，并在登錄NCBI數據庫進行BLAST檢索，與同源性最相近的菌株16S?rDNA序列進行比對分析，利用軟件mage4，通過鄰接法繪制菌株的系統發育樹（見圖2）。經形態觀察、生理生化反應和16S?rDNA分子鑒定，確定本菌株為寡養單胞菌屬（Stenotrophomonas）的一個新種，首次發現寡養單胞菌屬具有纖維素降解能力，命名為微嗜酸寡養單胞菌（Stenotrophomonas?acidaminiphila）MY6。

附圖說明

圖1?MY6菌體形態（100x）。