[发明专利]拜氏梭菌菌株及其筛选方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物筛选和培养及其应用，特别是拜氏梭菌应用于发酵生产丁醇的应用，属于生物工程技术领域。

背景技术

丁醇作为优良的有机化工原料，主要应用于溶剂、抗氧剂、增塑剂、合成药物精细化工等领域。随着生物质制能源的多元化发展，由于丁醇具有能量密度高，亲水性低，蒸汽压低，辛烷值高等特点，被认为是最有发展潜力的新型液体燃料之一。石油资源的枯竭及原油价格的不断上涨，世界各国对能源安全和资源安全的忧虑日增，所以微生物发酵生产丁醇倍受人们的青睐。

生物丁醇的发酵曾经是世界第二大发酵工业，仅次于乙醇发酵，其主要原料是玉米、小麦和木薯等，丁醇产量约12 g/L。发酵生产丁醇的微生物主要有 Clostridium acetobutylicum、Clostridium beijerinckii、Clostridiumsaccharoperbutylacetonicum和Clostridiumsaccharobutylicum 4种（Keis S, Shaheen R, Jones D T. Emended divs of Clostridium acetobutylicum and Clostridium beijerinckii, and divs of Clostridium saccharoperbutylacetonicum sp nov and Clostridium saccharobutylicum sp nov. Microbiol, 2001, (51): 2095-2103）。国内生产生物丁醇主要以玉米为原料，利用丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum）发酵生产丁醇，如华北制药华盈有限公司菌种Clostridium acetobutylicum HY1710(刘力强, 杨丽萍, 李立强等. 生物丁醇燃料产业化制造中的问题及发展趋势. 生物产业技术. 2008, 05 (9): 36-44)；中国科学院上海植物生理研究所选育的Clostridium acetobutylicumEA2018菌株（中国发明专利：CN 1143677A）；中国科学院微生物研究所选育的Clostridium acetobutylicumSB-1 CGMCC No.2287菌株（中国发明专利：CN 101250496 B）。而国外使用的菌种主要是拜氏梭菌，利用糖蜜发酵生产丁醇，如Annous B A等对拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii NCIMB8052）进行亚硝基胍诱变，筛选获得优良发酵性能的拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii BA101）（Annous B A, Blaschek H P. Isolation and Characterization of Clostridium acetobutylicum Mutants with Enhanced Amylolytic Activity. Applied and environmental microbiology, 1991, 57(9): 2544-2548）；新西兰David Jones 教授选育的拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii260）能同步糖化发酵木质纤维水解液生产丁醇（Qureshi N, Saha B C, Hectora R E, et a1．Butanol production from wheat straw by simultaneous saccharification and fermentation using Clostridium beijennckii：Part I：batch fermentation. Biomass and Bioenergy, 2008, 32(2): 168-175）。考虑到我国的基本情况以及粮食安全问题，生物丁醇的发展必须遵循“不与人争粮、不与粮争地”的原则。实现原料的多元化与可持续发展非粮生物质为原料生产丁醇。