[发明专利]一株草酸青霉菌XZH-2及其应用

说明书

本发明公开了一株草酸青霉菌XZH‑2及其应用。本发明提供的草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)XZH‑2菌株可分泌大量的纤维素酶和裂解性多糖单加氧酶，其中裂解性多糖单加氧酶，酶活力最高可达到17.17U/g底物，滤纸酶活达7.37IU/g底物，该草酸青霉菌XZH‑2所产的纤维素酶和LPMO酶组合制剂应用于林木纤维素酶解，酶解效率提高13.35％。该纤维素酶和LPMO酶组合制剂是具有协同降解纤维素作用的氧化水解酶，能够通过氧化作用来断裂纤维素的糖苷键，并促进纤维素酶与纤维底物结合以提高酶解效率，从而有效地降低酶解过程的加酶量。可进一步降低纤维素乙醇的生产成本，加快其产业化进程。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一株草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)XZH-2及其应用。

背景技术

能源供给不平衡和生态环境破坏日益加剧，已成为社会和经济发展的潜在障碍。开发和利用清洁的可再生能源已成为全球关注的焦点。生物质是一种极具开发潜力的绿色可再生资源且具有碳中和特性，以其为原料制备醇类燃料是未来发展的重要方向。但是，如何高效、环保且低成本地将木质纤维素类生物质糖化，是制备纤维素醇类燃料的关键所在。

纤维素酶并不是单一组分的酶，而是多组分酶系的集合。主要包括：内切葡聚糖酶(EG，EC 3.2.1.4)，外切葡聚糖酶(CBH，EC 3.2.1.91)和β-葡萄糖苷酶(BGL，EC 3.2.1.21)。纤维素的有效降解至少需要这3种酶的协同作用。可是，目前纤维素酶对预处理后的纤维底物的酶解效率仍需进一步提高。

发明内容：

本发明的第一个目的是提供一株产纤维素酶和裂解性多糖单加氧酶的草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)XZH-2，该菌于2021年1月13日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，其保藏编号为：CGMCC No.21425。

本发明的草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)XZH-2是从生态环境中的河道污泥中分离筛选出来。其真菌分类学表明：菌株XZH-2在PDA培养基上30℃培养3d，如图3所示，初始菌落为白色、呈米粒形，2天后，菌落表面呈粉末状并伴随菌丝绒毛，菌丝逐渐变稠密、变为青绿色并且长满平板。该菌菌丝体及孢子电镜扫描图如图1所示，菌丝体细长，长有鞭毛，菌体表面凹凸有褶皱，表面附着大量菌丝体。根据菌落形态和分生孢子结构特征，参照《真菌鉴定手册》和《中国真菌志》进行比对分析，可初步确定菌株XZH-2为草酸青霉属。

本发明的草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)XZH-2的分类学地位根据下述方法确定：

常规方法提取该菌株XZH-2的总DNA，扩增菌株的ITS区域rDNA序列，其序列如SEQID NO.3所示，将该序列与GenBank数据库中的已知序列进行BLAST比较分析，并从数据库获得相关种属的ITS序列，构建系统发育树，如图2所示。经比较分析，本发明的菌株XZH-2属于青霉菌属，将其命名为草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)XZH-2，该菌于2021年1月13日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，其保藏编号为：CGMCC No.21425。

本发明的第二个目的是提供所述的草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)XZH-2在生产纤维素酶和/或裂解性多糖单加氧酶(LPMO)中的应用。