[发明专利]超声辅助适应性进化选育的贝莱斯芽孢杆菌及其应用

说明书

本发明提供了超声辅助适应性进化选育的贝莱斯芽孢杆菌及其应用，属于微生物工程技术领域；在本发明中，将贝莱斯芽孢杆菌菌株（B.velezensis CICC 23571）作为出发菌株，利用超声辅助适应性进化的方法，通过不断减少培养基中有机氮比例，增加无机氮和糖源比例，获得了高产多肽的贝莱斯芽孢杆菌突变菌株，该突变菌株强化了不同的代谢通路，使菌体能高效利用无机氮转变成有机氮或者降低对有机氮的脱氨作用，最终使得多肽的产量大幅度增加。

技术领域

本发明属于微生物工程技术领域，具体涉及超声辅助适应性进化选育的贝莱斯芽孢杆菌及其应用。

背景技术

多肽是氨基酸通过肽键连接形成的、大小介于氨基酸和蛋白质之间的化合物。近年来，生物活性多肽因具有安全性、功能性、易吸收性等特点，广泛应用于食品、保健品和药品等医药健康领域。

目前多肽的主要制备方法包括合成法和水解法，其中水解法中的微生物发酵法是直接利用微生物发酵过程中产生的蛋白酶系降解蛋白，将产酶、酶解及脱苦步骤同步进行，不仅能大幅简化生产工艺和降低成本，还能有效降解硫苷、蛋白酶抑制剂等抗营养因子。但是，微生物发酵法选用的菌株多数是高产蛋白酶的芽孢菌株，该类菌种对蛋白质的利用能力强，在发酵过程中细胞膜上发达的肽转运蛋白体会将产物中的多肽转运至细胞内作为氮源合成菌体蛋白，或者经脱氨作为碳源以满足自身的生长和繁殖，从而导致发酵产物中总体多肽得率远低于理论值，这是行业的瓶颈问题，也是限制发酵法生产多肽发展的一个主要原因。因此，选育高产蛋白酶、低消耗多肽的菌株，对于提高其发酵产多肽的生产性能，具有重要科学价值。

近年来，适应性实验室进化(Adaptive laboratory evolution，ALE)技术已成为工业微生物诱变育种的强大工具，通过连续传代培养获得正突变体的数量富集，在此基础上产生新的基因正突变以获得质量富集，从而达到改变菌株的某些表型或生理特性(如菌体生长速度，底物消耗速度等)的方法。ALE的本质是内在的基因突变和外在的环境筛选，进化的速度取决于基因突变率和筛选条件，但是一般基因的自然突变率为10^-6～10^-10，存在突变效率较低、时间成本较高的不足。因此，需要将ALE与细胞分选技术、基因组建模技术等技术结合，来快速获取有益突变表型，但这些技术对实验设备和操作水平要求较高，不利于工业化推广使用。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了超声辅助适应性进化选育的贝莱斯芽孢杆菌及其应用。在本发明中，将贝莱斯芽孢杆菌菌株(B.velezensis CICC 23571)作为出发菌株，利用超声辅助适应性进化的方法，通过不断减少培养基中有机氮比例，增加无机氮和糖源比例，获得了高产多肽的贝莱斯芽孢杆菌突变菌株，该突变菌株强化了不同的代谢通路，使菌体能高效利用无机氮转变成有机氮或者降低对有机氮的脱氨作用，最终使得多肽的产量大幅度增加。

本发明中首先提供了超声辅助适应性进化选育的高产多肽的贝莱斯芽孢杆菌；具体的，所述贝莱斯芽孢杆菌包括贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) US-ALE-BV3和贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)US-ALE-BV22；

所述贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)US-ALE-BV3于2021年7月8 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，中国北京，保藏编号为CGMCCNo.22846；

所述贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)US-ALE-BV22于2021年7月8 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，中国北京，保藏编号为CGMCCNo.22847。

本发明中还提供了上述超声辅助适应性进化选育的贝莱斯芽孢杆菌在食品和/或饲料中的应用。

进一步的，所述应用为使用超声辅助适应性进化选育的贝莱斯芽孢杆菌发酵生产多肽。