[发明专利]一种假柠檬酸杆菌及其应用

说明书

本发明涉及一种假柠檬酸杆菌及其应用，具体涉及一种假柠檬酸杆菌及其在木质素和染料降解中的应用，属于微生物技术领域，本发明所述的假柠檬酸杆菌MP‑4，于2018年04月09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，保藏编号为CGMCC NO.15574，来源于巴基斯坦小白蚁肠道；该细菌能够以碱木质素、亚甲基蓝、天青B、苯酚红、刚果红或苯胺蓝为唯一碳源的无机盐培养基上生长，并且该菌具有降解木质素和使得染料脱色降解的能力；经试验验证，假柠檬酸杆菌MP‑4可对木质素进行有效降解，并且在短时间内对碱木质素和多种染料的降解率在80%以上，此菌可以应用于造纸、印染、纺织等行业废水处理。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，涉及一种假柠檬酸杆菌及其应用，具体的，涉及一种假柠檬酸杆菌及其在木质素和染料降解中的应用。

背景技术

木质素是全球储量较为丰富的生物质之一，在生物质能源领域及生物材料领域具有巨大的应用价值。木质素结构是由芳香族化合物通过多种不同类型化学键（如：醚键、碳碳键等）链接而成的无定型芳香性高聚物，从而造成其难降解的特性。由于木质素特殊的结构及性质，使其广泛应用于工业、农业和医药等行业领域。我国制浆造纸工业每年大约产生5000万吨的副产品—木质素，大部分随废水直接排放，从而造成很大的资源浪费及环境污染。因此，通过合理有效的方法将木质素转化为高附加值的化学品，对农、林、工业经济发展和环境治理保护都具有实际意义。

目前，木质素降解主要采用物化法、化学法和生物法，其中物理和化学法所需均为大型设备、技术成本高、效率低以及存在二次污染的缺陷，然而微生物处理方法具有操作简单、成本低、无二次污染等优点，微生物法被认为是绿色环保的技术。微生物降解法不仅可以缓解环境污染，并且特别种类微生物还可以利用木质素为碳源生产油脂或生物塑料前体聚羟基脂肪酸酯，亦或者通过调控解聚途径生成高附加值的芳香族化合物，从而实现废物资源再利用。木质素的完全降解普遍认为是真菌、细菌等多种微生物相互作用的结果，其中真菌（如：白腐菌和褐腐菌等）降解木质素的研究较多，但由于真菌在蛋白表达和基因操纵等方面存在很大的挑战，至今未能利用真菌开发出一种能够商业化应用的木质素生物降解技术。近些年来越来越多的研究表明，细菌在液体基质中降解木质素展现出更多的优势和更广阔的应用前景。

自然界中细菌种类繁多，关于木质素降解菌报道较多的细菌种类，如下假单胞菌(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、丛毛单胞菌属（Comamonas）、贪铜菌属(Cupriavidus)、诺卡氏菌属(Nocardia)、鞘脂菌属(Sphingobium)、芽孢杆菌属(Bacillum)、新鞘氨醇杆菌属（Novosphingobium）等，但据文献报道显示它们环境（比如：温度、体系pH等）适应能力较差；因此，筛选环境适应能力强的细菌成为目前研究热点。自然界中存在许多天然的木质素生物转化系统，比如：食木白蚁可以高效降解木质素，与其肠道内共生微生物有着密不可分的关系；经研究发现白蚁肠道内寄居着大量形态和密度都不同的细菌，后肠和混合节中细菌数量可达 10^-5~10^-11个/mL，并且据相关研究报道有的白蚁种类肠道微环境属于极端环境，如后肠是pH 8~10的碱性环境。在白蚁肠道共生菌降解木质素方面已有报道的细菌，如下肠杆菌属（Enterobacter）、特拉布尔西氏菌属（Trabulsiella）、伯克氏菌属（Burkholderia）和不动杆菌属（Acinetobacter）等。相关研究表明上述这些细菌适应环境能力较弱，比如：生长pH一般在6.0~7.5之间，或需要添加其他碳源促进生长。