[发明专利]一种降解木质纤维素的方法及其专用纤维素分解菌系

说明书

技术领域

本发明涉及一种降解木质纤维素的方法及其专用纤维素分解菌系。

背景技术

木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素三种成分组成，它们相互结合形成复杂的超分子复合物。木质纤维素是我国最丰富的生物质资源，包括大量的农作物秸秆、工业与林业废弃物以及城市固体废弃物等。目前木质纤维素资源大部分未能被充分利用。尤其是农作物秸秆，它具有产量大、分布广和品种多的特点，应用潜力巨大。木质纤维素被分解为小分子有机物后，可用作肥料以改善和保持土壤肥力，可用作畜禽饲料以促进畜牧业发展，可用作沼气发酵以及乙醇生产的原料而获得清洁能源。因此，分离培养具有纤维素分解能力的微生物，将廉价的可再生植物纤维素资源转化为对环境友好的产品，变废为宝，是解决我国能源与环境问题、实现我国农业的可持续发展的有效途径之一。

研究人员在分离筛选具有分解纤维素能力的细菌时发现，实验中分离到的具有纤维素分解能力的细菌都是两种或两种以上的细菌组成的复合菌系，单独的细菌很难或只能微弱分解纤维素。也就是说，细菌对纤维素的高效分解是由两种或多种细菌混合发酵完成的。为了更好地研究细菌分解纤维素的机理，分析复合菌系中细菌的种群组成是必要且重要的。

过去对微生物多样性以及微生物种群组成的研究大多采用传统的分离培养方法，但是有些种类的微生物难以实现纯培养，因而难以利用传统的微生物分离培养技术获得样品中完整的微生物种群信息。分子生物学技术的发展为不依赖于传统培养的微生物种群组成的研究提供了强有力的支持。应用于微生物种群结构研究的分子生物学技术主要包括变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient GelElectrophoresis，DGGE)技术、单链构象多态性(Single-Strand ConformationPolymorphism，SSCP)技术、荧光原位杂交(Fluorescent In SituHybridization，FISH)技术以及16S rDNA克隆文库技术等。其中，16S rDNA克隆文库技术已广泛应用于环境微生物多样性的研究中，它既可以分析样品微生物的种类，又可以相对定量地反映样品中各种微生物的相对比例，最重要的是通过这种技术可检测到不能在实验室条件下获得纯培养的微生物。16S rDNA克隆文库的构建与分析包括以下几步：首先提取样品总DNA，通过PCR技术扩增16S rRNA基因；将扩增后的16S rDNA片段与载体相连，然后将之转入大肠杆菌；通过挑选阳性克隆建立克隆文库；将阳性克隆的插入片段测序，利用Blast软件将经测序得到的16S rDNA序列与NCBI中已知的16S rDNA序列进行比较，并利用其它软件进行分析，就可知道文库中的菌种种群组成及相对数量。

发明内容

本发明的目的是提供一种降解木质纤维素的方法及其专用纤维素分解菌系。

本发明所提供的纤维素分解菌系，名称为L-A，已于2008年10月17日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，地址为：武汉大学)，保藏号为CCTCC NO：M208163。

该纤维素分解菌系L-A对木质纤维素具有高效的分解能力。

本发明还提供了一种用于培养纤维素分解菌系L-A CCTCC NO：M208163的培养基，每升培养基由以下组分组成：酵母粉，1-10g；酪蛋白胨，1-2g；K₂HPO₄，0.1-3g；MgSO₄·7H₂O，0.1-1g；CaCl₂·H₂O，0.5-1.5g；NaHCO₃，0.2-1.5g；NaCl，0.1-1g；NH₄Cl，0.1-1g；FeCl₃，0.001-0.01g；其余为水。

所述培养基的pH可为6.8-8.0。

本发明还保护纤维素分解菌系L-A CCTCC NO：M208163在降解木质纤维素中的应用。

木质纤维素是我国最丰富的生物质资源，包括大量的农作物秸秆、工业与林业废弃物以及城市固体废弃物等。本发明的纤维素分解菌系L-A CCTCC NO：M208163可应用于各种木质纤维素的降解，如农作物秸秆、稻草、甘蔗渣等。

所述应用中，降解木质纤维素的温度可为30-60℃，优选为40-50℃。

本发明还保护一种降解木质纤维素的方法，是在含有木质纤维素的培养基中培养所述纤维素分解菌系L-A。