[发明专利]一种高温降解菌及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物领域及生物降解领域，具体地说，涉及一种高温降解菌及其应用。

背景技术

高温菌是一类生活在高温环境中的微生物。在自然界中，高温菌通常分布在地热区和人工高温环境中。高温菌栖息的地热环境分三种类型：(1)酸性硫磺区。具有丰富的硫、酸性土壤、酸性温泉和沸泥塘等。(2)淡水温泉和中性、碱性的间歇温泉。(3)深海火山口。pH中性，温度在20℃～350℃。除此之外，被太阳能加热的各种池塘、土壤、干草堆、厩肥中生物本身也可达到相当高的温度，但维系时间较短，只适合生长较快的芽孢菌。人工的高温环境主要包括热水管道、燃烧的废煤堆、污水处理厂等。

高温菌具有代谢快、活性高、代时短、酶的热稳定性高、营造高温条件杀死病原菌等特点，对于堆肥高温期有机质的降解、病原微生物的杀灭具有不可估量的作用。研究表明，在堆肥中接种高温降解菌，可以有效地缩短堆肥周期、提高堆肥质量，为有机废弃物堆肥更好的实现减量化、无害化、稳定化，及资源化利用的工业化生产创造了有利条件，具有很高的应用前景。因此，高温菌的筛选及其酶学性质的研究具有很高的研究价值，意义重大。

目前已有研究者从堆肥中分离出高温降解菌。但能同时降解多种有机物的高温菌的相关报道较少。

发明内容

本发明的目的是针对堆肥高温期微生物种类及数量少从而导致有机大分子降解困难的问题，提供一种能在高温下生长并有效降解有机大分子的菌种。

为了实现本发明目的，本发明的一种高温降解菌，其为地芽孢杆菌属(Geobacillus)菌株HN-5，该菌分离自海南省澄迈县海南裕沃生物科技公司出垛堆置10d的滤泥堆肥中。现已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏日期2012年3月7日，保藏号CGMCC NO.5852。

经人工富集培养、分离纯化得到的菌株HN-5在琼脂平板上的菌落呈白色、圆形，菌落表面干燥、较厚、不透明、边缘圆整；培养24小时后显微镜下菌体形态为长杆状，有芽孢产生，孢子内生，椭圆，位于菌体一端；革兰氏染色呈阳性。

本发明还提供由上述高温降解菌产生的纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶。

本发明进一步提供上述高温降解菌在促进堆肥腐熟、提高堆肥品质中的应用，其是将地芽孢杆菌属HN-5接种到堆肥中，18～63.5℃下进行腐熟。

本发明的地芽孢杆菌属HN-5可在约70℃好氧条件下同时降解纤维素、蛋白质和淀粉三种大分子有机物，为高温好氧堆肥快速腐熟提供微生物资源和技术支撑。

附图说明

图1为本发明地芽孢杆菌属HN-5降解大分子有机物效果图及菌落形态；其中，a为纤维素刚果红培养基，b为蛋白水解培养基，c为淀粉水解培养基；d为牛肉膏蛋白胨培养基。

图2为本发明地芽孢杆菌属HN-5在不同时间的产酶能力。

图3本发明地芽孢杆菌属HN-5的生长曲线。

图4为接种本发明地芽孢杆菌属HN-5对堆肥过程温度的影响。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

实施例1 地芽孢杆菌属HN-5的分离

采集海南省澄迈县海南裕沃生物科技公司出垛堆置10d的滤泥堆肥样品，经过若干代高温驯化，在牛肉膏蛋白胨(NR)平板上用梯度稀释法涂布菌液后70℃培养，分离得到耐高温菌株，经过若干代的划线纯化，得到纯菌。NR配方：牛肉膏5g，蛋白胨10g，NaCl5g，琼脂15g～20g，水1000mL，pH 7.4～7.6。

将分离得到的多株纯菌接种至固体选择培养基中鉴定其降解能力，观察菌落周围是否有水解圈出现，如有水解圈则说明菌株对该种底物具有降解能力，反之则不具有降解能力，最后得到一株能够降解纤维素、蛋白质、淀粉的地芽孢杆菌属(Geobacillus)HN-5，保藏号为CGMCC NO.5852。

所述固体选择培养基包括：

(1)纤维素刚果红培养基：CMC-Na 1.88g，KH₂PO₄ 0.5g，MgSO₄·7H₂O 0.25g，明胶2.0g，刚果红0.2g，植物凝胶10g，琼脂15g，H₂O 1000mL，pH 7.0～7.2，121℃灭菌20min。