[发明专利]一株可低温降解纤维素的Pseudomonas graminis菌及应用

说明书

本发明公开了一株可低温降解纤维素的Pseudomonas graminis菌及应用，其保藏号为CGMCC NO.:18751。该菌株在4℃低温下和10℃条件下具有较强的降解纤维素的能力，且降解纤维素能力基本相同，在30℃条件下降解纤维素能力虽有所减弱但下降幅度不大，同时KY240菌株还具有解钾和解无机磷能力，有望用于制备成为降解纤维素的菌肥，促进秸秆腐熟，提高土壤肥力，特别是提高土壤中植物可利用钾、磷的量。

技术领域

本发明涉及一株可低温降解纤维素的Pseudomonas graminis菌及应用。

背景技术

木质纤维素是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。木质纤维素包括三大类聚合物：纤维素、半纤维素与木质素。纤维素的纤丝在高等植物细胞壁维管组织中与木质素和半纤维素通过共价键和非共价键紧密缠绕相互嵌合，形成木质纤维素。木质纤维素在不同种、不同年龄及同一植物的不同部位的数量和种类都会有所不同。一般来说，木质纤维素含纤维素39％、半纤维素30％、木质素25％^[1]。纤维素是以纤维二糖(葡萄糖-β-1，4-葡萄糖)为基本重复单元，由成千上万个葡萄糖分子组成的线状多聚物。纤维素链中β-1，4-连接的葡萄糖残基相对邻近单位旋转180°，链内以氢键维持稳定，纤维素在种属间结构变化很小。纤维素是植物细胞壁的主要成分，占生物质资源总量的90％以上，是自然界中最丰富的生物质资源。因此纤维素的降解是木质纤维素资源利用的一大突破点。据估计，木质纤维素占据地球上光合产物的60％以上，并且全球每年产生的纤维素高达1000亿吨^[2]，利用丰富而廉价的纤维素物质将是人类解决未来粮食和能源问题的途径之一，意义深远。

然而天然纤维类物质除少部分能被反刍动物低效率利用外,绝大多数就地烧毁或以废弃物的形式存在于自然环境中，在浪费能源的同时对环境造成了污染^[3-4]。目前，对于纤维素的利用主要是通过化学或生物处理从而实现资源化。纤维素具有不溶性的刚性结构，在常温下不溶于水、也不溶于稀酸和稀碱^[5]，在自然条件下分解缓慢，它的不溶性和异质性也导致了纤维素很难被降解^[6]，因此很难作为工业原料及饲料，为此微生物分解纤维素成为纤维素生物处理技术的核心。为了充分开发利用这类丰富的可再生资源,早在1883年和1886年就有学者开始研究纤维素的生物降解^[7],但真正利用微生物分解纤维素的研究开始于20世纪60年代，当时主要利用微生物分解纤维素生产单细胞蛋白；到70年代以后，随着能源危机和环境污染，研究的重点又逐步转移到开辟新能源和防止环境污染上来^[8]。

目前，国内外对纤维素的研究报道多为中、高温降解纤维素的微生物的研究和开发，而对于低温纤维素降解微生物的研究相对较少^[9]，分离到的产低温纤维素酶的微生物也主要集中于来自海洋环境的一些海洋真菌^[10-11]和细菌^[12-14]，但这些菌株种类有限，酶活性较低，而中、高温纤维素降解菌是在一定的高温条件下才能进行，其对温度有一定的限制，因而也浪费了高温能源，因此低温纤维素降解菌具有一定的优势并具有很大的开发前景。