[發(fā)明專利]一種高溫耐受型高產(chǎn)碳水化合物的熱泉藍細菌及其應用

有效

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• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111996135B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂雪峰;朱濤;尼丁·克什李;李輝;謝玉曼;齊鳳霞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P19/02;C12P19/12;C12R1/01
• 代理公司: 武漢謙源知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 42251
• 代理人: 劉川

本發(fā)明涉及一種高產(chǎn)碳水化合物的熱纖細鞘絲藻NK1?22，所述熱纖細鞘絲藻于2019年12月27日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC NO.19155；還涉及該熱纖細鞘絲藻在產(chǎn)碳水化合物中的應用；還涉及一種培養(yǎng)上述熱纖細鞘絲藻的方法，以及用該方法獲得的培養(yǎng)物。本發(fā)明的熱纖細鞘絲藻具有57％的可溶性糖含量，并且可分泌較高濃度的可溶性糖至培養(yǎng)環(huán)境中。該藻株雖分離于熱泉環(huán)境，但是對溫度的耐受區(qū)間非常寬，在30℃的常規(guī)環(huán)境和50℃的高溫環(huán)境均生長良好，同時具有高產(chǎn)碳水化合物的能力，并且對高光強具有較強的適應性，在培養(yǎng)時提供高溫高光強，既可保持高速生長，又可降低污染雜藻雜菌的可能性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及應用微藻領(lǐng)域，更特別地，涉及一種高溫耐受型高產(chǎn)碳水化合物的熱泉藍細菌及其應用。

背景技術(shù)

微藻生物技術(shù)可擺脫傳統(tǒng)綠色化工“與人爭糧”、“與糧爭地”的困境，是頗受關(guān)注的光合生物合成路線。但是，伴隨微藻大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，微生物、病毒、原生動物污染等實驗室或中式尺度未曾發(fā)現(xiàn)或預估的瓶頸性問題日趨突顯。選育優(yōu)良藻種、發(fā)掘新型培養(yǎng)工藝，開發(fā)滿足國計民生需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品是業(yè)界迫切解決的問題。

藍細菌是地球上最古老的光合原核微生物，可進行植物型產(chǎn)氧光合作用，廣泛分布于各種水體、土壤甚至巖石表面。具有極強的生命力，在一些極端環(huán)境中(如熱泉、冰原、沙漠、鹽湖)也可找到他們的蹤跡，素有“先鋒生物”之稱。藍細菌在固碳、放氧、固氮等生命過程中可以合成藻藍蛋白、多糖、色素以及多種次級代謝產(chǎn)物，是極具發(fā)展?jié)摿Φ木G色“微生物細胞工廠”。

溫度是微藻規(guī)模化培養(yǎng)中突出目標藻種生長優(yōu)勢、控制藻種污染的重要環(huán)境因子。嗜熱藍細菌是熱泉等高溫環(huán)境中重要的初級生產(chǎn)者，其最佳生長溫度在45℃左右或更高。得益于各類組學研究和同位素標記技術(shù)的快速發(fā)展，人們對熱泉生境中藍細菌的資源多樣性和代謝特征已有一定程度的認知。但是，由于熱泉微生物分離純化的研究相對滯后，陸地熱泉中“溫度型”微藻資源的開發(fā)仍具發(fā)展空間。發(fā)掘具有寬泛溫度耐受范圍且生長迅速的微藻資源，可進一步克服微藻養(yǎng)殖的地域限制、提高微藻規(guī)?；囵B(yǎng)的效率并籍其溫度耐受特征控制生物污染，具有較為廣闊的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明人從野外采集藻樣，經(jīng)培養(yǎng)分離，得到一株能夠高產(chǎn)碳水化合物的藻株。其形態(tài)為多個細胞串成單列細胞絲狀體，呈藍綠色，沒有細胞核，絲狀體上下等寬，外有膠質(zhì)鞘，呈現(xiàn)典型的熱纖細鞘絲藻形態(tài)，經(jīng)測序得到其16S rRNA基因序列如SEQ ID NO:1所示，將該序列在ncbi數(shù)據(jù)庫中進行比對，與熱纖細鞘絲藻屬的類群相似度較高，命名為熱纖細鞘絲藻NK1-22，拉丁學名為Thermoleptolyngbya sp.NK1-22。

基于以上發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供了一種高溫耐受型高產(chǎn)碳水化合物的熱纖細鞘絲藻，所述熱纖細鞘絲藻于2019年12月27日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)，保藏號為CGMCC NO.19155。

本發(fā)明還提供了上述熱纖細鞘絲藻在產(chǎn)碳水化合物中的應用。

在一個具體實施方案中，所述碳水化合物為可溶性糖。

在一個具體實施方案中，所述碳水化合物為蔗糖、甘露糖、乳糖和麥芽糖中的一種或多種組合。

本發(fā)明還提供了一種上述熱纖細鞘絲藻的方法，包括將所述熱纖細鞘絲藻接種于液體培養(yǎng)基中并進行光合培養(yǎng)的步驟。

在一個優(yōu)選實施方案中，所述液體培養(yǎng)基為外加0-300mM氯化鈉的BG11培養(yǎng)基。

在一個優(yōu)選實施方案中，培養(yǎng)溫度為30-50℃。

在一個優(yōu)選實施方案中，培養(yǎng)方式為通入含有3％CO₂的空氣培養(yǎng)。

在一個優(yōu)選實施方案中，培養(yǎng)時的光照強度為100-500μmol photons m^-2s^-1。