[发明专利]一种微生物及其在降解纤维素中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可将纤维质原料降解的菌株，尤指一种兼性厌氧微生物降解纤维素的微嗜酸寡养单胞菌（Stenotrophomonas acidaminiphila）。

背景技术

纤维素是地球最丰富的生物质资源。包括农作物纤维资源、林业纤维资源等。每年的陆生植物纤维量可达500亿吨左右，其中农作物纤维的每年产量就可达7亿多吨，然而纤维素不溶且结构复杂。纤维素还以紧密结晶形态存在，天然的纤维资源被坚韧的木质结构外表所包裹，这些结构上的特点给纤维素的降解带来了许多困难,如此大量的纤维原料只能被废弃。研究表明，纤维素在降解后得到的产物可在食品、能源替代物及化学原料等方面得到应用，如能源物质沼气和乙醇的发酵。目前纤维素的有效利用还存在较大的瓶颈问题——纤维素结构复杂，降解极其缓慢。但是从目前人类对可再生能源的迫切需求来看，纤维素合理有效的的降解技术的研究是非常有意义的。研究者们正力求寻找出更高效更环保的纤维素的降解方法，使纤维素类物质能得到有效利用成为具有价值的可再生能源原料。

降解纤维素常用的方法包括：化学处理法、物理处理法及生物降解法。其中化学法所用试剂通常为强酸强碱，具有较强的腐蚀性，对设备的耐腐蚀性有很高的要求，反应后还须面临化学试剂的回收及易造成环境污染的问题；物理法涉及大规模的处理费用高，对仪器设备有要求且需要额外耗能。而纤维素的生物处理具有对环境不造成污染也不需另外耗能处理。随着微生物研究及应用的发展，将微生物投用于纤维原料处理的研究越来越多，如布料的抛光处理、洗涤工业、纤维类原料的乙醇和沼气发酵等。无论是对纤维素高效降解菌种的诱变、产酶优化、基因工程菌构建研究，还是对其酶及酶制剂的研究和应用，首先都建立在筛选出具有潜质的纤维素降解菌的基础上。针对各种纤维原料的差异及不同的处理条件，不同种类微生物凸显出它们不同的特征及优势。筛选及发现具有潜质的纤维素降解菌对今后纤维利用业的发展及微生物研究应用具有重要意义。

发明内容

针对目前纤维素物理化学降解方式的不足，而微生物降解的优势，本发明提供一种可利用纤维素的微嗜酸寡养单胞菌（Stenotrophomonas acidaminiphila）MY6，该菌可将纤维素原料或羧甲基纤维素钠降解生成葡萄糖。该属在纤维素降解领域从未见过报道，本次发明为首次发现寡养单胞菌属具有产纤维素酶的能力。

本发明所述的微嗜酸寡养单胞菌（Stenotrophomonas acidaminiphila）MY6，已于2012年5月18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，保藏单位地址：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，保藏编号为CGMCC NO.6122。

本发明的微嗜酸寡养单胞菌MY6在琼脂培养基平板上划线，37℃培养24h，观察菌落呈圆形表面光滑、湿润、中部微凸整齐、有光泽、不透明乳白色或黄色、直径1-2mm。革兰氏染色镜检并拍照。通过显微镜放大100倍，观察到本发明MY6菌体形态如图1所示，菌株呈短杆状，革兰氏阴性。

本发明菌株的生理生化特征如下，见下表1：

表1  菌株MY6、FY2生理生化特征

注：“-”代表阴性，“+”代表阴性

本发明的分子鉴定过程及结果如下所示：

采用TAKARA基因组DNA提取试剂D305S提取本发明菌株的总DNA，通过D310试剂盒进行16S rDNA PCR扩增,获得1537bp16S rDNA片段。

委托上海生工生物工程技术服务有限公司完成16S rDNA测序，测序引物为：Seq forward：5′-GAGCGGATAACAATTTCACACAGG-3′；Seq reverse：5-CGCCAGGGTTTTCCCAGTCACGAC-3′；Seq internal：5′-CAGCAGCCGCGGTAATAC-3′。获得DNA测序结果，并在登录NCBI数据库进行BLAST检索，与同源性最相近的菌株16S rDNA序列进行比对分析，利用软件mage4，通过邻接法绘制菌株的系统发育树（见图2）。经形态观察、生理生化反应和16S rDNA分子鉴定，确定本菌株为寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）的一个新种，首次发现寡养单胞菌属具有纤维素降解能力，命名为微嗜酸寡养单胞菌（Stenotrophomonas acidaminiphila）MY6。

附图说明

图1 MY6菌体形态（100x）。