[发明专利]一种提高黄孢原毛平革菌降解性能的培养方法

说明书

技术领域

本发明属于生物工程领域，涉及一种提高黄孢原毛平革菌降解性能的培养方法。

背景技术

黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)是一类丝状担子菌白腐真菌，含有一套优秀的木质素分解系统。这套优秀的木质素分解系统由系列胞外过氧化物酶组成，典型的酶系如木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶。这些胞外过氧化物酶对底物的氧化具有高度非特异性的特点，可以降解多种有机物，包括天然高聚物、还原性化合物、氧化性化合物、有毒化合物等。因此黄孢原毛平革菌在许多生物科技领域中有着广泛的应用价值，如危险废弃物的处理、污染土地的生物修复、生物燃料的制备、生物制浆和生物漂白等。

液态沉浸式培养是丝状真菌生长和生产胞外酶的一种最经济的生产方式。为提高丝状真菌—黄孢原毛平革菌液态培养过程中木质素过氧化物酶和催化活性，通常采用以下几种方式：第一种方式是优化培养基，在产酶培养基中控制化学添加剂的种类和剂量，如表面活性剂（如吐温80）、藜芦醇、锰盐、有机酸螯合物、聚丙二醇、磷脂和不饱和酸等；第二种方式是设计不同结构的反应器，如转鼓反应器、翻转生物接触反应器、搅拌罐反应器等；第三种方式是调节控制操作参数，如搅拌转速、温度和光照条件等；第四种方式是改良菌种，如构建高表达和高活性的工程菌种等。上述方法各有千秋，但为进一步提高黄孢原毛平革菌的降解性能拓展其应用研究，新的调控方法仍亟待开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高黄孢原毛平革菌降解性能的培养方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种提高黄孢原毛平革菌降解性能的培养方法，添加无机纳米粒子至黄孢原毛平革菌液体培养基中进行发酵培养，获得球状黄孢原毛平革菌菌丝团体，所述无机纳米粒子为硅基纳米粒子。 

上述方案中，所述球状黄孢原毛平革菌菌丝团体内部分布有所述无机纳米粒子。

上述方案中，所述发酵培养的具体步骤为：将活化后的黄孢原毛平革菌菌种制备成孢子悬浮液，接种到添加有所述无机纳米粒子的液体培养基中，每升添加有无机纳米粒子的液体培养基中孢子接种量为2.0×10⁶~3.0×10⁶个，于30~33℃下摇床培养，摇床转速140~150rpm，培养5~7天。

上述方案中，所述无机纳米粒子采用高温高压蒸汽灭菌，所述液体培养基中的组分采用过滤除菌，将所述无机纳米粒子在无菌条件下添加至所述液体培养基中与所述液体培养基中的组分混合。

上述方案中，过滤除菌中所用过滤器为0.22微米的微滤膜。

上述方案中，所述液体培养基的组分包括：葡萄糖 10g/L，磷酸二氢钾 2g/L，硫酸镁 0.5g/L，氯化钙0.1g/L，藜芦醇 0.1g/L，酒石酸铵 0.2g/L，及痕量元素溶液70ml/L；所述痕量元素溶液配方为：硫酸镁 3g/L，硫酸锰 0.5g/L，氯化钠 1.0g/L，七水硫酸亚铁 0.1g/L，氯化钴 0.1g/L，硫酸铜 0.1g/L，七水硫酸锌 0.1g/L，十二水硫酸铝钾 10mg/L，硼酸 10mg/L，二水钼酸钠 10mg/L，及氨三乙酸1.5g/L。

上述方案中，所述硅基纳米粒子为二氧化硅纳米粒子或硅铝纳米粒子。

上述方案中，以1L所述液体培养基为基准，所述无机纳米粒子在所述液体培养基中的添加量为0.01-10g。

上述方案中，所述无机纳米粒子的粒径为10-1000nm。

本发明所选用的黄孢原毛平革菌菌种来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CICC 14076。

本发明的基本原理：黄孢原毛平革菌生长初期，通过硅基纳米粒子与孢子和菌丝之间的相互作用来影响菌丝球的大小和数量；生长中后期，通过硅基纳米粒子与菌丝球的相互作用，同时硅基纳米粒子进入到菌丝球的内部使其形态和致密度发生变化。纳米粒子与孢子和菌丝球相互作用示意图见图1。

本发明有益的效果在于：

（1）添加硅基纳米粒子至液体培养基中，能有效的控制菌丝生长形态，同时由于纳米粒子进入菌丝球的内部，有利于将菌丝球内部更多的活性位点暴露出来，从而提高黄孢原毛平革菌液态培养过程中木质素过氧化物酶和催化活性，进而提高其降解性能，该方法成本低廉，简单易行，效果显著。

（2）同时，该方法培养获得的菌丝球比表面积大，能有效的提高黄孢原毛平革菌对染料的吸附率。

附图说明

图 1 给出了纳米粒子与孢子和菌丝球相互作用示意图。