[发明专利]空间诱变高产纤维素酶的里氏木霉菌株

说明书

技术领域

本发明属于微生物突变技术领域，具体涉及空间诱变高产纤维素酶的里氏木霉菌株。

背景技术

人类进入21世纪以来，在能源、资源、环境等方面面临着越来越严峻的挑战。纤维素是地球上最大的可再生性有机资源，利用这些廉价的、可再生的植物纤维素原料来生产生物基产品以及生物质能，对人类的可持续发展是非常有利的。纤维素是植物细胞壁的主要成分，是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。在我国，每年有数亿吨的农作物秸秆被焚烧掉，既污染了环境又浪费了资源。目前纤维素糖化的方法主要有酸解法和酶解法，但酸解法有耗能大、对设备损耗大、污染大等缺点，因此酶解法将是纤维素酶糖化的主要趋势。但由于纤维素酶的生产成本过高，导致木质纤维素降解成本过高，使得无法真正实现工业化。因此，为了提高酶水解效率，降低工业生产中纤维素酶的成本，世界各国科学家围绕纤维素酶展开了广泛的研究，包括菌株的筛选、发酵工艺的优化等等。

纤维素酶是使纤维素降解生成葡萄糖的一组酶的总称，主要包括内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。这三个组分经过协同作用，将大分子的纤维素降解为低分子量的寡糖、双糖或多糖。纤维素酶在食品行业、酿造业、造纸工业、饲料添加剂、纺织工业等行业均有广泛的应用。

细菌、真菌及动物等都能产生纤维素酶。一般用于生产的纤维素酶来自于真菌，比较典型的有木霉属(Trichoderma)、曲霉属（Aspergillus）和青霉属(Penicillium），例如里氏木霉、黑曲霉等。

菌种选育是纤维素酶生产的基础性工作，自然界中分离所得的野生菌株其发酵活力一般很底，必须经过人工选育得到突变菌株，或通过细胞或基因工程操作成为工程菌才能用于工业化生产。自发突变平率往往很低，而诱发突变可大大提高突变频率。诱变就是用物理或化学方法从中挑选少数分散的细胞群，促使其突变频率大幅度提高，然后从中挑选出少数符合育种目的的突变株，以供生产实践之用。

中国专利CN 103740680A公开了一种里氏木霉发酵生产纤维素酶的方法及其菌株，利用一株保藏编号为CCTCC No：M2013540的里氏木霉(Trichoderma reesei)菌株发酵生产纤维素酶。所述菌株产纤维素酶的最适pH 3.0~6.0，最适温度为23~35℃。所述菌株的种子液接种于发酵培养基中，25℃培养104h，发酵液纤维素酶的外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和滤纸酶活力分别达到680U/mL、1389U/mL、486U/mL和792U/mL。该发明利用里氏木霉菌株，通过紫外诱变、培养、发酵生产纤维素酶，获得了可应用于发酵产高活力酸性纤维素酶。众所周知，利用紫外诱变方法是菌种选育的一种常用方法，但其存在一定的不足，例如：有利变异少，工作量大，盲目性高，需较多的供试材料等。

近些年，随着人类对空间资源的开发利用和世界航天工业的发展，空间诱变在微生物菌种选育方面的研究获得了许多重要的进展。《中国返回式卫星的搭载任务-空间生命科学试验》一文中，王希季等报道，空间飞行后的康氏木霉的纤维素酶和葡萄糖苷酶活力提高28%以上，黑曲霉糖化力和葡萄糖苷酶活力提高80%以上，而且在3年多的使用过程中活力稳定。实践证明，空间诱变技术既能明显改良微生物某些发酵特性，又可获得地面育种所难以得到且对重要经济性状产生突破性影响的罕见突变，它将成为新的重要科技手段之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种空间诱变高产纤维素酶的里氏木霉菌株，该菌株是通过搭载“神舟九号”飞船进行空间诱变后筛选得到的酶活力高、稳定性强的里氏木霉菌株。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：空间诱变高产纤维素酶的里氏木霉菌株，该菌株为里氏木霉（Trichoderma reesei）TG-C521菌株，已于2014年8月25日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC No.9537，保藏地址是：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，邮编是：100101。

所述里氏木霉TG-C521菌株的形态学特征为：所述里氏木霉TG-C521菌株在PDA平板培养基上28℃培养36h，即可看到清晰菌落，菌丝辐射状扩散，呈绒毛状，3~4天气生菌丝铺满平板，5~6天菌丝顶端着生一层深绿色分生孢子，培养基背面观察呈浅黄色。

所述里氏木霉TG-C521菌株是将里氏木霉Rw-X1菌株经过空间诱变的方法处理后筛选得到的。