[发明专利]一株高温紫链霉菌及其在纤维素降解中的应用

说明书

本发明公开一株保藏号为CGMCC NO：16559的高温紫链霉菌及其纤维素降解中的应用，该菌株属于高温放线菌，可在55℃培养条件下快速生长，可在24‑48 h内富集大量菌落，培养及保存较简单且具有稳定良好的纤维素降解功能，其对滤纸降解率可达91.60%±0.020，对秸秆的降解率可达62.30%±0.023；该菌株CMC酶活力在5d时酶活力最大，为35.487U/mL，Fpase酶活力在7d时最大，为62.383U/mL；该菌株可在促进堆肥腐熟，尤其是缩短高温期，从而减少堆肥腐熟周期中发挥重要作用，同时利于工业化高温处理固体纤维素废弃物降解及处理，对农作物废弃物资源实现变废为宝发挥重要作用，同时也大大有利于生态环境的保护和优化，因此具有良好的资源与环境的应用价值和市场潜力。

技术领域

本发明涉及农业资源与环境微生物领域，特别是一株高温紫链霉菌St-GW2及其在纤维素降解中的应用。

背景技术

随着现代社会经济的发展，能源危机以及环境问题越来越严重，秸秆、生活垃圾等大量的固体废弃物堆积造成环境压力负荷过重，能对纤维素生物质进行解决和利用，特别是将农作物废弃物如秸秆、稻草、谷壳等资源生产乙醇或高级生物燃料则能实现变废为宝，是解决未来能源和环境问题的途径之一，具有重要的意义。在纤维素降解过程中，首先需要将植物生物质尤其是植物细胞壁成分中的纤维素多糖有效的降解、释放为可被微生物利用的单糖或寡糖，再经体内代谢途径转化为乙醇、高级燃料，而选择微生物对木质纤维素进行降解，已成为近年来纤维素降解和利用的重要手段和研究热点。

目前，在降解木质纤维素的微生物中，霉菌的降解能力较细菌强，但这类菌株生长缓慢、热稳定性较差、不耐碱性等缺点。细菌来源广、生长快，纤维素降解效果较好，但最新研究表明，相比真菌及细菌，放线菌纤维素降解酶由于具有耐高温、耐PH、耐金属离子等特性，而秸秆等固体废弃物降解以及堆肥样品腐熟过程中均需要经过高温期（约55-60℃），耐高温的菌株可在高温期发挥重要作用，促使纤维素秸秆类或固体废弃物的充分腐熟或降解，大大缩短降解周期，因而具有更广阔的应用前景。目前已报道的具有纤维素降解功能的放线菌主要包括诺卡氏菌属、链霉菌属、高温放线菌属、小单胞菌属、嗜热子囊菌属等，但这些菌株均存在生长速度慢，生物量较小及降解能力较弱的问题，不宜大规模工业应用。

高温紫链霉菌（Streptomyces thermoviolaceus）是一种耗氧的革兰氏阳性菌，现有报道中该菌株可作为抗生素佐剂链霉唑林的新来源以及几丁质酶基因的分子克隆，但对于高温紫链霉菌属在纤维素降解中应用的研究还未见报道。

发明内容

针对上述问题，本申请提供一株高温紫链霉菌（Streptomyces thermoviolaceus），该菌株生长迅速且功能稳定，可在高温环境中对纤维素和秸秆类物质进行有效降解， 为实现这一发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本申请首先提供了一株高温紫链霉菌（Streptomyces thermoviolaceus），其保藏编号为CGMCC NO：16559；该菌株可在纤维素钠为唯一碳源CMC平板上生长，且经刚果红染色后菌落周围出现明显的纤维素分解透明圈；该菌株生长迅速，繁殖时间短，过夜培养即可在改良CMC或NB固体平板上形成质地致密的淡黄色圆形菌落，干燥、不透明、难以挑取；在48 h即可在滤纸条上富集有大量黄色菌落并开始启动崩解，且降解能力突出，7-10 d可使滤纸降解为糊状。

本发明同时还提供了保藏编号为CGMCC NO：16559的高温紫链霉菌在纤维素降解中的应用，特别是在降解秸秆中的应用。