[发明专利]一株嗜热地芽孢杆菌UTM02及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及环境微生物技术领域，具体地，涉及一种嗜热地芽孢杆菌菌株UTM02及其应用。

背景技术

嗜热菌是一类在高温条件下仍能生长并可以保持生物降解活性的微生物菌群。最高生长温度高于60℃，最适生长温度高于50℃的微生物就叫嗜热(thermophilic)菌，而最高生长温度高于90℃，最适生长温度高于65℃的微生物就叫极端嗜热(Hyper-thermophilic)菌。嗜热菌的细胞中含有的酶蛋白具有独特的耐热性和与之相适应的分子结构，因此其在基因工程、蛋白质工程、矿产资源等的开发利用上均有很大的应用价值。

在有机固体废物堆肥过程中，合理添加高效菌剂有助于增强堆肥微生态系统的功能，加速堆肥进程，提高堆肥效率。嗜热菌较常温菌相比，具有更高的微生物代谢活性和有机物降解速率，在固体有机废物处理领域具有广阔的应用前景和科学价值。嗜热菌还具有热稳定性的降解酶，可以将堆肥温度维持在60℃-70℃或更高的温度，所以可以更加有效的杀死病原微生物，达到无害化的要求，同时嗜热菌酶不仅耐热，而且对不良化学环境也具有高度的耐受性，能抵抗一些有毒害作用的污染物或代谢产物的抑制作用，提高处理效率，缩短生产周期。嗜热菌的应用，可为有机固体废物更好的实现减量化、无害化、稳定化和资源化利用的工业化生产创造有利条件。

地芽孢杆菌属(Geobacillus sp.)是国际上2001年新命名的一类细菌，目前仍有新的菌株及新的特性被不断发现与描述，是一类具有广阔应用潜力和重要研究价值的嗜热菌。将地芽孢杆菌应用于有机固体废物的堆肥处理过程，将有助于弥补堆肥高温期土著菌活性下降的不足，促进有机物的降解，提高处理效率。但目前仍未见到关于地芽孢杆菌在此方面应用的报到。再者，目前商业菌剂多为液体，不利于保藏和运输，保存期大于3个月时，活菌数会明显下降，而且，通常发酵温度的控制需要外加能源，能耗相对较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嗜热地芽孢杆菌(Geobacillus sp.)及其应用。

本发明提供的菌株为嗜热地芽孢杆菌(Geobacillus sp.)菌株，是以高温期(大于80℃)污泥堆肥作为分离源，在70℃下经富集分离纯化得到的，命名为UTM 02。采用形态观察法和16S rRNA序列测定相结合的方法，将该菌鉴定为地芽孢杆菌属(Geobacillus sp.)，并将其命名为嗜热地芽孢杆菌UTM02。该菌株已于2011年12月26日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，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，邮编100101)保藏，分类命名为Geobacillus sp.，保藏号为CGMCC No.5642。

将嗜热地芽孢杆菌菌株UTM02在固体培养基平板(配方：牛肉膏3-5g，蛋白胨8-12g，氯化钠3-5g，琼脂12-20g，植物凝胶8-12g，蒸馏水1000ml，pH 7.2-7.4)上划线接种，70℃下培养12小时，便可形成明显菌落与菌苔；单菌落为淡黄色，圆形，直径约3mm，表面湿润，中央稍突，边缘完整；菌体细胞为杆状。

本发明提供了含有嗜热地芽孢杆菌UTM02的菌剂。

本发明提供了嗜热地芽孢杆菌UTM02或其发酵产物或上述菌剂在堆肥中的应用。

本发明提供了嗜热地芽孢杆菌UTM02或其发酵产物或上述菌剂在制备堆肥接种剂中的应用。

本发明还提供了一种制备堆肥接种剂的方法，包括以下步骤：

1)菌种活化：取嗜热地芽孢杆菌菌株UTM02的菌种在培养基上活化，培养至形成丰厚菌落或菌苔，活化条件为60-70℃；

2)向培养液中添加腐熟污泥堆肥水浸提液，灭菌冷却后，接种活化培养后的UTM02菌种，振荡培养得到UTM02种子液；

3)将步骤2)制得的种子液接种至灭菌培养液中进行发酵培养，得到发酵种子液；

4)制备接种剂，选有机废弃物湿基为主料，有机废弃物干基为辅料，混合，添加碳源，混匀后进行堆置发酵，期间加入步骤3)制得的发酵种子液，继续堆置发酵。

进一步地，步骤2)是按5％-10％体积比向培养液添加浸提比1∶5-20的腐熟污泥堆肥水浸提液，灭菌冷却至45-55℃，接种活化培养后的UTM02菌种，在65-70℃下振荡培养1-3天，振荡频率150-200rpm；所述培养液配方是：牛肉膏3-5g，蛋白胨10g，氯化钠3-5g，水1000ml，pH 7.2-7.4；