[发明专利]一株来自白蚁肠道的纤维素降解菌CX10及其应用

说明书

本发明公开了一株来自白蚁肠道的纤维素降解菌CX10，该菌株于2018年8月27日保藏于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为：CGMCC No.16344。该菌株为革兰氏阳性杆菌，无荚膜，芽孢染色可见内生芽孢，菌落为裂状，单个，菌落颜色为白色，菌落边缘完整。该菌株为产纤维素酶的兼性厌氧菌株；在48h内该菌株的FPA酶活力为49.5U/mL，CMCase酶活为95.0IU/mL，CX酶活为23.26IU/mL。该菌株不仅具有很高的生物多样性价值，而且在纤维素富集的农作物、中药发酵再利用技术的开发与应用中也存在进一步研究的科学价值。

技术领域

本发明涉及一株来自白蚁肠道的纤维素降解菌CX10及其应用。

背景技术

木质纤维素是植物细胞壁中的主要结构组成成分，由木质素、纤维素和半纤维素3者相互嵌合，以共价键结合构成空间网状结构。由于木质纤维素自身分子量大、结构复杂、性质稳定，在自然条件下极难被分解。在我国农业生产中各种富含木质纤维素的农作物秸秆、经济作物与药用植物废弃物资源丰富，产量巨大。然而长期以来，受生活方式、加工技术及其本身饲用性差等因素的影响，大量的农作物秸秆、药用植物废弃物被丢弃或焚烧，没有得到合理开发利用。据调查，目前我国秸秆利用率约为33％，其中大部分未加处理，经过技术处理后利用的仅大约占2.6％。因此，开展木质纤维素的综合利用研究对于节约资源、保护环境、增加农民收入、促进农业的可持续发展都具有重要的现实意义。目前常见的纤维降解方法有机械降解、酸降解、碱降解、热降解、氧化降解、电化学降解和生物酶解。相对于其它方法而言，生物酶解法利用纤维素酶催化纤维素降解，是一种温和、快速并且环境友好的方法。自然界中产纤维素酶的生物种属多种多样，所产纤维素酶的分子大小、酶活力、反应条件以及纤维素酶基因在不同微生物中的表达水平也各有差异，因而需要对产纤维素酶的生物来源进行筛选和鉴定。白蚁是自然界中罕见的可高效利用木质纤维素的食木性昆虫，其肠道存在的特殊微生物环境是导致纤维素高效降解的主要原因，特别是在热带地区，白蚁肠道细菌对植物细胞壁多糖的分解水平比同一地区大型草食动物高30％-40％。

白蚁肠道是一个重要的生态系统，寄生着多种微生物，包括细菌、原生生物、真菌和古生菌,由于宿主微生物的相互作用是木质纤维素有效降解的重要原因。白蚁肠道可以看作为一个厌氧梯度系统，是通过上皮细胞不断供氧的，肠道菌群菌落成员之间的交换是通过营养轴(proctodealfeeding)传递给下一代，这样促进共生微生物与宿主系统在共同进化时产生多样性。白蚁是由不同种类的白蚁组成的复杂群体，大致分为低等白蚁和高等白蚁，低等白蚁在它们的肠道中有密集而多样的原核生物和鞭毛原生生物。生活在白蚁下层的原生动物共生体负责木质纤维素的消化，它们的寄主特异性系统发育和组成反映了原生生物和白蚁之间专性(互惠)共生关系，高等白蚁缺乏鞭毛，在它们高度结构的内脏中只包含原核生物，但是高等白蚁和低等白蚁都会产生自己的纤维素分解酶。Haizhu Zhou从白蚁肠道分离出4株可降解纤维素、半纤维素的菌株，证明了白蚁肠道的确存在可降解纤维素的细菌。白蚁肠道共生系统的研究屏障是在分离和培养大量肠道微生物，鉴于肠道细菌生存和繁殖需要严格的环境条件，培养技术往往不适合它们的研究。但是这些问题已经被独立培养的方法所克服，这为研究白蚁肠道细菌的系统发育物种丰富度提供了一个有效的机会。特别是基于16SrRNA基因测序和指纹分析，产生了关于各种白蚁肠道细菌物种丰富度的稳定信息流。本试验旨在从木食低等黄胸散白蚁肠道中分离出可降解纤维素的菌株，并通过酶活性的测定，筛选出纤维素降解能力高、易于培养和繁殖的优势菌株，为农作物秸秆、经济作物与药用植物废弃物的循环再利用提供有效的技术支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一株来自白蚁肠道的纤维素降解菌CX10及其应用。

一株来自白蚁肠道的纤维素降解菌CX10，该菌株于2018年8月27日保藏于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为：CGMCC No.16344。建议的分类命名：Bacillus firmus。