[發明專利]一株可分泌纖維素酶的大腸桿菌及其在降解纖維素中的應用

在審

• 申請號: 202010623641.8
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111733103A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 劉占英;龐建;郝敏
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N9/42;C12P19/14;C12R1/19
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 閆書寧

本發明公開了一株可分泌纖維素酶的大腸桿菌及其在降解纖維素中的應用。大腸桿菌具體為Escherichia coli ZH?4，其在中國典型培養物保藏中心的保藏編號為CCTCC NO：M2019850。實驗證明，Escherichia coli ZH?4可以降解富含纖維素和半纖維素的玉米秸稈。Escherichia coli ZH?4具有分泌纖維素酶的能力且能夠降解纖維素，為有效利用木質纖維素廢物提供了新途徑。本發明具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一株可分泌纖維素酶的大腸桿菌及其在降解纖維素中的應用。

背景技術

木質纖維素是地球上最豐富的可再生資源，其主要成分為纖維素、半纖維素和木質素，難被降解，不但造成資源浪費，而且造成環境污染。在木質纖維素的三種主要 成分中，一般纖維素比例最高。目前處理纖維素的方法主要包括化學法、物理法和生 物法。生物處理方法條件溫和，屬于環境友好型處理方法，是一種具有極大潛力的纖 維素處理方法。然而，由于纖維素被半纖維素和木質素層層包裹，而纖維素的降解需 要多種纖維素酶協同作用，且目前產生或者分泌三種纖維素酶的微生物菌種相對較少， 因此，纖維素的生物降解效率仍然很低，需要擴展纖維降解菌的分離篩選工作。

反芻動物瘤胃作為自然界中最有效的纖維素降解反應器，其中寄居著多種纖維素降解微生物。在瘤胃纖維素降解微生物中，細菌占有主導地位且數量最多，是反芻動 物瘤胃纖維素降解的主要貢獻者。綜上所述，從內蒙古反芻動物瘤胃中分離高效纖維 素降解菌對纖維素資源化利用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的為降解纖維素和/或半纖維素。

本發明首先保護一株具有纖維素酶產生和分泌能力的大腸桿菌，名為Escherichia coli ZH-4，該菌株已于2019年10月24日保藏于中國典型培養物保藏 中心(簡稱CCTCC，地址為：中國武漢大學)，保藏編號為CCTCC NO：M2019850。 Escherichia coliZH-4CCTCC NO：M2019850簡稱Escherichia coli ZH-4或大腸桿 菌ZH-4。

本發明還保護一種菌劑，其可含有Escherichia coli ZH-4CCTCC NO：M2019850。所述菌劑的用途可為a1)-a5)中的至少一種：

a1)降解纖維素和/或半纖維素；

a2)制備用于降解纖維素和/或半纖維素的產品；

a3)分泌外切葡聚糖酶、內切葡聚糖酶和/或β-葡萄糖苷酶；

a4)制備外切葡聚糖酶、內切葡聚糖酶和/或β-葡萄糖苷酶；

a5)制備具有外切葡聚糖酶、內切葡聚糖酶和/或β-葡萄糖苷酶的功能的產品。

本發明還保護所述菌劑的制備方法，可包括如下步驟：將Escherichia coli ZH-4CCTCC NO：M2019850接種至細菌培養基并進行培養，獲得的菌液即為菌劑。

所述細菌培養基可為LB液體培養基。

除了活性成分，所述菌劑還可以包括載體。所述載體可為固體載體或液體載體。所述固體載體可為礦物材料、植物材料或高分子化合物。所述礦物材料可為粘土、滑 石、高嶺土、蒙脫石、白碳、沸石、硅石和硅藻土中的至少一種。所述植物材料可為 麩皮、豆粕、玉米粉、豆粉和淀粉中的至少一種。所述高分子化合物可為聚乙烯醇和 /或聚二醇。所述液體載體可為有機溶劑、植物油、礦物油或水。所述有機溶劑可為 癸烷和/或十二烷。所述菌劑中，所述活性成分可以以被培養的活細胞、活細胞的發 酵液、細胞培養物的濾液或細胞與濾液的混合物的形式存在。所述組合物的劑型可為 多種劑型，如液劑、乳劑、懸浮劑、粉劑、顆粒劑、可濕性粉劑或水分散粒劑。