[发明专利]一株嗜松青霉及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用纤维素生物质产酶及菌体蛋白的的方法。具体涉及利用嗜松青霉菌（Penicillium pinophilum）转化纤维素生物质高温热解产物内醚糖或热解液产纤维素酶和菌丝体。

背景技术

纤维素类生物质是地球上最具开发潜力的重要资源之一。随着人口的增长和化石资源的减少，开发高效转化木质纤维素类等可再生资源的方法日益重要。对纤维素类生物质的有效利用对缓解能源危机、环境问题等有着重要的意义。

纤维素类生物质主要指树木、竹类、农作物秸杆等（Mckendry P. Energy production from biomass (part 1) : overview of biomass[J] . Bioresource Technology , 2002, 83：37-46）。研究表明，通过控制热解条件，可以快速有效地将纤维素类物质转化成含有高浓度内醚糖(1,6-脱水-β-D-吡喃葡萄糖)的热解液。

纤维素热解主要产物内醚糖及热解液本身的生物利用是人们近期关注的焦点之一。Nakagawa用内醚糖作为唯一的碳源进行了微生物的同化测试，仅发现曲霉属Aspergillus（1株），假丝酵母属Cryptococcus（1株），毕赤酵母属Pichia（1株），掷孢酵母属Sporobolomyces（3株）菌能够利用内醚糖。其中土曲霉Aspergillus terreus K26能利用内醚糖转化为衣康酸(Nakagawa M, Sakai Y, Yasui T. Itaconic acid fermentation of levoglucosan. Journal of Fermentation Technology, 1984, 62: 201-203)。

黑曲霉和土曲霉对脱水内醚糖的同化作用在后来的研究中也有所发现：经过诱变的菌株Aspergillu niger CBX-209可转化内醚糖为柠檬酸（转化率87.5%） (Zhuang XL , Zhang HX, Yang J Z et al. preparation of Levoglucosan by pyrolysis of cellulose and its citric acid fermentation[J]. Bioresource Technology, 2001,79:63-66)。          

 余志晟以脱水内醚糖为唯一碳源对中国三大菌库(CGMCC，ACCC，CICC)的89种菌进行了同化测试，发现了七株对内醚糖有同化能力的菌株：分别是掷孢酵母属（Sporobolomyces）1株，红酵母属（Rhodotorula）1株，根霉属（Rhizopus）1株，红曲霉属（Monascus）1株。他的后续工作对自然界319份土样进行了同化内醚糖微生物的筛选，结果表明在77份土样中可观察到有明显的微生物生长。其中Liopmyces siarkeyi菌株对内醚糖的利用率为64.12% (余志晟，纤维素热解产物内醚糖的微生物同化与乙醇发酵测试[J]. 中国农学通报，2011, 27(6):342-349)。目前，嗜松青霉对内醚糖或热解液的转化利用还未见报道。

本发明以内醚糖或纤维素热解液为碳源，经培养可得到大量的嗜松青霉菌体和发酵液。其菌株在南方红豆杉的根际也具有高效解磷的作用，从而促进南方红豆杉的生长（任嘉红, 茹文明, 张建国等. 一种南方红豆杉根际高效解磷嗜松青霉及其应用. [P], 中国专利，CN102229891,2011）。其液体发酵代谢物对植物寄生虫，特别是对根结线虫具有毒力高、杀线虫效果明显的突出特点（段玉玺, 马希斌, 陈立杰. 一种具杀线虫活力的青霉属真菌及其制备方法和利用[P], 中国专利，CN1944628A, 2007）。因此嗜松青霉是一种应用潜力很大的微生物。

以纤维素热解得到的内醚糖或热解液为碳源培养嗜松青霉，可使热解液及内醚糖得到有效的利用，变废为宝，为充分利用生物质资源提供有效的新途径。

发明内容

本发明旨在提供一株对纤维素生物质的热解主要产物—内醚糖和热解液能有效利用的嗜松青霉菌株（Penicillium pinophilum），以得到包括菌丝体在内的发酵液和含纤维素酶的酶液。