[发明专利]一种高产纤维素酶和淀粉酶的芽孢杆菌基因工程菌及其制备方法

说明书

发明公开了一种高产纤维素酶和淀粉酶的芽孢杆菌基因工程菌及其制备方法。一种芽孢杆菌Bacillus velezensis B‑3，于2019年10月14日保藏于武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCC M 2019820。通过基因工程的手段将菌株Bacillus sp.J3中高酶活性的α–淀粉酶AmyE1和纤维素酶CelE1的基因克隆到载体pMK3上，并在受试菌株Bacillus velezensis B‑3中表达，使该菌株的纤维素酶和淀粉酶活性分别提高了2.8倍和4.93倍。本发明的芽孢杆菌及基因工程菌株可用于缩短烟草陈化时间，提升烟叶吸食品质。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，尤其是，本发明涉及一种高产纤维素酶和淀粉酶的芽孢杆菌基因工程菌及其制备方法。

背景技术

目前我国已成为全球最大的烟草生产国和消费国，烟草业已逐渐成为我国的支柱产业和纳税大户。目前世界范围内约有12亿烟民，其中我国约占有3亿多烟民，因此不管从烟草效应还是从烟民需求来看，烟草都起着非常重要的作用。

众所周知，烟叶的陈化是烟草加工过程的一项重要工艺。未经陈化的烟叶中含有大量的有害前体物，如纤维素、木质素、果胶、淀粉等大分子物质，如果烟叶中这些物质含量过高，会导致烟叶品质低劣，使卷烟杂气重，刺激性强，木质气强，还会有焦糊味的产生，从而大大降低了卷烟的吸食口感。而且纤维素和果胶交联，在燃烧的过程中会发生热解反应，会产生有刺激性气味的甲醛和甲醇等致癌物质；而木质素的存在不但影响了烟叶的色泽，而且在燃烧的过程中会产生酚类化合物，会让人产生一种辛辣感和灼热感，降低口感质量，对身体也有害。淀粉含量过高，也会对卷烟的品质产生一定影响，不仅影响卷烟的燃烧速度和燃吸安全性，而且在燃烧时会产生焦糊味，严重影响卷烟香气质和吸食口感。因此，我们通过微生物发酵的方法对烟叶进行陈化，加速降解卷烟中的淀粉、纤维素、木质素和果胶，从而改善烟叶的香吃味和吸食品质。目前，很多学者从自然界中分离到多种微生物用于烟叶的陈化和香气的提升，大部分都是野生的真菌和细菌，很少有对环境中的功能微生物进行基因工程的改造，进一步提高其陈化性能。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种芽孢杆菌，通过分离和筛选得到一株可产纤维素酶、淀粉酶、漆酶和果胶酶的菌株Bacillus velezensis B-3，保藏号：CCTCC M 2019820 ，其16S rDNA的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO：1所示。

本发明的另一个目的在于提供一种高产纤维素酶和淀粉酶的芽孢杆菌基因工程菌及其制备方法，通过将菌株Bacillus sp. J3中的α–淀粉酶AmyE1的基因和纤维素酶CelE1的基因克隆到载体pMK3上，并转入野生菌株Bacillus velezensis B-3中过量表达，并将该工程菌株应用到烟叶的陈化工艺上，最终改善烟叶的吸食品质。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种芽孢杆菌Bacillus velezensis B-3，于2019年10月14日保藏于中国武汉武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCC NO: M 2019820。

进一步的，所述芽孢杆菌Bacillus velezensis B-3分离于烤烟烟叶表面。

进一步的，所述芽孢杆菌Bacillus velezensis B-3具有纤维素酶活性，其纤维素酶氨基酸序列如序列表SEQ ID NO：2所示。

进一步的，所述芽孢杆菌Bacillus velezensis B-3具有淀粉酶活性，其淀粉酶氨基酸序列如序列表SEQ ID NO：3所示。

进一步的，所述芽孢杆菌Bacillus velezensis B-3具有漆酶活性，其漆酶氨基酸序列如序列表SEQ ID NO：4所示。