[发明专利]一株产海藻酸裂解酶的菌株SH-1及其应用

说明书

本发明提供了一株产海藻酸裂解酶的菌株SH‑1及其应用；所述的产海藻酸裂解酶命名为Microbulbifer sp.SH‑1，于2018年12月7日保藏于位于北京的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.16906，该菌可用于发酵生产海藻酸裂解酶，也可直接降解褐藻。本发明还提供了一种具有外切酶活性的海藻酸裂解酶，由菌株SH‑1发酵得到，其酶活性可达757.90U/mL，稳定性好、活性高。本发明同时还提供了海藻提取物制备方法，保留了海藻中的活性成分的同时高效降解褐藻胶为活性寡糖，且增加了部分微生物次生代谢产物，海藻提取物产率可达78～92％，具有良好的工业化前景。

技术领域

本发明属于微生物菌株及其应用技术领域，涉及一株产海藻酸裂解酶的菌株SH-1及其应用，特别涉及一株产海藻酸裂解酶的菌株Microbulbifer sp.SH-1及其应用。

背景技术

化学肥料对维持土壤肥力、提高作物产量和品质具有重要作用，然而，长期大量施用化学肥料导致土壤退化、水体富营养化以及空气污染等诸多问题，严重制约了现代农业可持续的发展。海藻提取物作为一种天然生物刺激素，不仅富含海藻酸、海藻多糖、褐藻多酚、甘露醇、氨基酸、天然植物激素以及植物必须矿物养分等多种活性成分，而且具有生物可降解、无毒、无污染、环境友好的特点。海藻提取物可以部分替代化学肥料，减少化学肥料的施用量，此外，还可以提高化学肥料的利用率，提升作物的生育潜能，具有减肥增效的特性。海藻提取物在农业中的应用将为在不增加环境压力的基础上，保障日益增长的人口对粮食的需求提供了一条有效途径。

海藻提取物的主要来源为褐藻，包括海带(Laminaria japonica)、昆布(Eckloniakurome)、巨藻(Durvillaea potatorum)、马尾藻(Sargassum fusiforme)、泡叶藻(Ascophyllum nodosum)以及墨角藻(Fucus serratus)等大型藻类。褐藻中含有褐藻胶、海带淀粉和褐藻糖胶等多糖，其中褐藻胶含量最为丰富，约占褐藻干重的30～50％。褐藻胶由α-L-古罗糖醛酸(α-L-guluronate)和其C5差向异构体β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronate)通过1-4糖苷键连接，随机组合形成的线性多糖。褐藻胶为海藻提供了机械强度，同时其分子量大，组成复杂，不易降解为褐藻的资源化利用造成了障碍。近年来，如何高效降解褐藻制备高活性的海藻提取物或海藻生物肥料成为植物营养领域研究的热点。

通常来讲，海藻提取物的制备方法包括3种：物理提取法、化学提取法和生物提取法。物理法主要依赖高温、高压、低温爆破、超临界CO₂萃取等方法获得，提取技术复杂，装备精度要求高，提取率低。化学方法依靠无机酸碱试剂或有机溶剂对海藻细胞进行消解从而获得提取物，该方法操作简单，成本低廉，是目前应用较为广泛的提取方法，然而该方法容易引进有毒溶剂且对提取物中活性物质易造成破坏。生物提取法则是利用海藻酸裂解酶通过β-消除反应断裂褐藻胶的糖苷键，实现对褐藻的降解，该方法具有提取效率高，反应条件温和，降解产物不易被破坏，不污染环境等优势，为褐藻的资源化利用和高活性海藻提取物的制备提供了新的技术手段。