[发明专利]一株细菌纤维素产生菌株、筛选方法及细菌纤维素的制备

说明书

本发明公开了一种细菌纤维素产生菌株及其鉴定方法，该菌株命名为驹形杆菌(Komagataeibacter sp.171129Z2‑3)，保藏于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.17276。该菌株为革兰氏阴性、短杆状细菌，具备碳源和氮源选择范围广、生长速度快、菌体活性强、产纤维素能力强等特点，能够在静置培养和振荡培养时产生大量细菌纤维素，在发酵4天时产量分别可达5.12g/L和2.571g/L。通过生理生化特征、16SrDNA、dnaK、groEL和rpoB基因序列分析及基因组平均核苷酸指数(ANI)分析，确定该菌株为驹形杆菌。在细菌纤维素的工业化生产方面具有良好的实施前景。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一株细菌纤维素产生菌株的分离、鉴定以及细菌纤维素的动态振荡发酵培养。

背景技术

细菌纤维素(Bacterial Cellulose，BC)是由微生物发酵而形成纤维素。它是由葡糖通过β-1，4-糖苷键聚合形成的平行直链分子，无分支结构，分子内与分子间的氢键形成具有立体网状结构的一种生物大分子，属于微生物初级代谢产物的一种，主要起到维持细菌形态、保护菌体不受外界损伤的作用。与植物纤维素相比，BC不含木质素和半木质素使其具有高度的化学纯度、结晶度 (80-90％)、吸水能力和聚合度(高达8000)。良好的物理特性、生物相容性及可降解性使其在众多新型材料中脱颖而出，能够广泛应用于食品、电子工业和纺织等各个领域中。

现已有大量研究报道，驹形杆菌属(Komagataeibacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、假单胞杆菌属(Prudomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)、产碱杆菌属(Alcaligcncs)、气杆菌属(Aerobacter)、固氮菌属(Azotobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)和八叠球菌属(Sarcina)共9个属中的某些种具有产细菌纤维素的能力。其所产的凝胶膜状物质统称为细菌纤维素，但其中产量较高、能够应用于工业化生产的仅为驹形杆菌属一种。其中木葡糖驹形杆菌E25(K. xylinusE25)是最早发现，也是研究较为透彻的产纤维素菌种，是目前研究报道中合成细菌纤维素能力最强、产量最高的微生物菌种。

然而，上述菌株在实际工业化生产应用过程中都存在可利用碳源单一、生长和产纤维素速度慢、动态振荡发酵培养产量低下等问题。为进一步扩大产纤维素菌种范围，降低工业生产成本，缩短工业生产周期，筛选出可以快速产优良纤维素且遗传代谢稳定菌株对于扩大BC产能具有重要意义。此外，目前对BC产生菌株的鉴定主要是通过结合16S rDNA和生理生化的方法进行鉴定，该方法存在难以确定相邻种属的局限性，探寻新的准确分类产BC菌种的方法对于菌株后续的改造或研究具有重要意义。

发明内容

针对现有细菌纤维素工业化困难的生产现状及技术需求，本发明的目的是为了提供一株产纤维素速度快、动态发酵产量高、活性强的菌株。

其次，本发明还提供一种产纤维素速度快、动态发酵产量高、活性强的菌株筛选方法。

进一步地，本发明提供一种通过分子生物学鉴定技术，鉴定分离得到的产纤维素菌株种属的方法。

进一步地，本发明提供一种提取纯化菌株生产纤维素的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供了一株从枣中分离得到的细菌纤维素产生菌株，所述菌株为驹形杆菌(Komagataeibacter sp.171129Z2-3)，现保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.17276，保藏日期为2019年3月1日。

所述菌株为革兰氏阴性好氧菌，短杆状，不具有运动性，为细菌纤维素生产菌。区别于现有细菌纤维素生产菌株，具备碳源和氮源选择范围广、生长速度快、菌体活性强、产纤维素能力强等特点，具体包括：