[发明专利]一种乙烷、丙烷氧化红球菌及其应用

说明书

本发明公开了一种质粒上含有烃氧化相关功能基因的乙烷、丙烷氧化菌株，该菌株属于红球菌属，拉丁文学名为Rhodococcus，菌株号为ZPP，于2021年4月27日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMMCC)，保藏编号：GDMCC NO：61631。所述的乙烷、丙烷氧化菌具有分解乙烷或丙烷的功能，可以使用乙烷或丙烷等作为生长所需的碳源以及能源。所述的乙烷、丙烷氧化菌在同一载体上含有烃单加氧酶基因簇和类似可溶性甲烷加氧酶基因簇，此载体可转移到其它菌株，使得其获得乙烷或丙烷氧化功能。

技术领域

本发明涉及一种以乙烷或丙烷为碳源和能源的可降解乙烷、丙烷的红球菌Rhodococcussp.ZPP及其应用。

背景技术

气态的短链烃类在自然界中有很多来源，包括海洋和土壤，广泛分布的油气渗漏向周围环境排放大量油气。乙烷和丙烷是石油化工生产中重要的非甲烷烃类物质，因此，乙烷、丙烷氧化菌可应用于相关的工业生产以及空气污染的生物治理。

含铜膜结合型单加氧酶(copper membrane monooxygenase，CuMMO)超级家族包括氨单加氧酶、颗粒性甲烷单加氧酶以及烃单加氧酶(hydrocarbon monooxygenase，HMO)。一些Mycobacterium，Nocardioides等放线菌类细菌有乙烷、丙烷、或丁烷氧化功能，而且这些菌的基因组中所包括的烃单加氧酶相关基因在此过程中起重要作用。这些菌株中所包含的类似可溶性甲烷加氧酶(soluble methane monooxygenase，sMMO)的可溶性双铁单加氧酶(soluble di-iron monooxygenase,SDIMO)在短链烷烃氧化过程中也起重要作用。CuMMO酶中包括铜离子，在SDIMO酶中包括铁离子；因烯丙基硫脲(allylthiourea，ATU)能与铜离子耦合，抑制含铜的功能酶，所以烯丙基硫脲抑制实验常用于确认CuMMO类酶的作用。在以前的研究中一般认为CuMMO功能酶基因在染色体上，其系统发育树与基于16S rRNA基因的系统分类吻合，但也有研究提出了部分CuMMO功能酶基因的水平基因转移可能性。

红球菌(Rhodococcus)是一类稀有放线菌。红球菌的环境适应性较强，可利用各种有机物作为碳源和能源，并很多红球菌有降解直链和芳香烃类物质的能力。在已知多个红球菌基因组中，只有Rhodococcus sp.WAY2等少数菌株中发现了CuMMO和SDIMO相关基因，但其活性尚未被证实。

发明内容

本发明目的是提供一株具有乙烷和丙烷氧化性能的红球菌Rhodococcus sp.ZPP，并且此菌株在质粒上有与乙烷和丙烷氧化相关的关键基因，而且可以把此质粒接合转移到其它菌株，使得其获得乙烷、丙烷氧化活性，并以这些短链烷烃作为碳源和能源生长。

在一个方面，本发明采用的技术方案是：本发明提供一种乙烷、丙烷氧化红球菌，其拉丁文学名为Rhodococcus，于2021年4月27日保藏于广东微生物菌种保藏中心(GDMCC)，保藏编号：GDMCC NO.61631，地址：广州市先烈中路100号大院59号楼，广东省微生物分析检测中心。

本发明所述红球菌ZPP菌株的特征为：菌落呈桔黄色，圆形不透明，16S rRNA基因序列如SEQ ID No.1所示。

进一步的，所述的乙烷、丙烷氧化菌含有烃单加氧酶基因簇hmoCAB，其中hmoA是标记基因，序列如SEQ ID NO.2所示，该基因位于质粒上。

烃单加氧酶是氧化乙烷或丙烷的主要功能酶，其标记基因是hmoA，该酶活性是通过烯丙基硫脲抑制实验来确认。

进一步的，所述乙烷、丙烷氧化菌含有烃单加氧酶的质粒通过接合转移到其它菌株，使其有乙烷、丙烷氧化活性。

进一步的，所述乙烷、丙烷氧化菌含有类似可溶性甲烷加氧酶(sMMO)的基因簇smoXYB1C1Z，其中smoX是标记基因，序列如SEQ ID NO.3所示,该基因位于质粒上。