[发明专利]一株联产DHA和β-胡萝卜素的裂殖壶菌SL-916及其应用

说明书

本发明涉及微生物诱变育种技术领域，具体涉及一株联产DHA和β‑胡萝卜素的裂殖壶菌SL‑916及其应用。所述的裂殖壶菌(Schizochytriumlimacinum)SL‑916于2021年9月22日保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏编号为CCTCC NO：M20211197。本发明采用ARTP诱变，并通过平板初筛、摇瓶发酵筛选得到发酵生物量高、油脂含量高，同时能够高效联产DHA、β‑胡萝卜素的裂殖壶菌SL‑916。该菌株能够用于禽畜养殖及饲料开发，能提高禽畜农产品品质。

技术领域

本发明涉及微生物诱变育种技术领域，具体涉及一株联产DHA和β-胡萝卜素的裂殖壶菌SL-916及其应用。

背景技术

不饱和脂肪酸作为人和动物必需的营养成分，对降低血液粘稠度，改善血液微循环以及维持机体细胞膜的相对流动性，保证细胞的正常生理功能方面具有显著生理功效。裂殖壶菌(Schizochytrium limacinum)，也称为裂壶藻，属于卵菌纲(Oomycetes)、水霉目(Saprolegniales)、破囊壶菌科(Thraustochytriaceae)、裂殖壶菌属(Schizosporum)的一类单细胞、球形的海洋真菌。裂殖壶菌具备非常好的油脂合成能力，其含量可达细胞干重的50-60％，其中脂肪酸组成简单，不饱和脂肪酸主要为二十二碳六烯酸(Docosahexaenoicacid，DHA)，其含量可占总油脂的20-45％，饱和脂肪酸多为C16，约占20-30％，其它脂肪酸含量很低。DHA作为一种极其重要的ω-3不饱和脂肪酸，具有促进智力发育、保护视力和降血脂等多种重要生理功能，已被开发成各种药品、功能性食品和化妆品等，呈现巨大市场。不仅如此，裂殖壶菌还能合成少量的类胡萝卜素，比如β-胡萝卜素、虾青素和海胆酮等，可以保护DHA不被氧化破坏，有利于提高DHA的稳定性。

类胡萝卜素是一类脂溶性色素的总称，是由八个异戊二烯基本单位构成的碳氢类化合物，该类色素具有抗氧化性功能，属于多烯化合物，广泛存在于植物、动物和微生物中。目前已发现的类胡萝卜素有上百种，其中β-胡萝卜素便是其中重要的一种。β-胡萝卜素作为一类具有颜色的多烯化合物，含有多个共轭双键，具有捕获、淬灭单线态氧和自由基的能力，具有非常好的抗氧化能力，用途广泛。目前，β-胡萝卜素的获得主要通过两种途径：化学合成、植物提取。前者虽然量大但含有很多有毒物质，影响人类健康；后者无污染，但提取量太少。以上的种种原因，促成了微生物产β-胡萝卜素的产业的发展。通过改变微生物代谢流向，结合一定的培养基配方及工艺的控制，来提高微生物油脂合成的同时，改变油脂中脂肪酸的成分以及增加微生物β-胡萝卜素的产量，已经成为当下热门的研究内容之一。

中国专利201210251850.X公开了一种裂殖壶菌(Aurantiochytrium sp.SD116，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCC No：6208)及利用其高密度发酵生产DHA油脂的方法。该发明从元素供应和发酵控制角度优化菌株发酵条件，并结合补糖操作，实现高密度发酵，最终细胞干重达到70.43g/L，油脂含量达50.1g/L，DHA占总脂肪酸含量高于35％，且含有β-胡萝卜素、虾青素和角鲨烯等生物活性物质，但其DHA占总脂肪酸含量并未高于50％以上，与现有技术中所记载的35％-45％相比，没有显著提升；另外，最终得到的β-胡萝卜素含量也较低。

中国专利201710042270.2公开了一种提高裂殖壶菌生产脂类物质同时提高碳得率的方法，该发明发酵前期利用甘油为碳源，使菌体生物量增加，发酵后期切换碳源为葡萄糖，促进菌体脂类物质积累，包括积累DHA和类胡萝卜素，最大限度提高底物利用率，提高碳得率。其实施例2中记载，初始以甘油为碳源发酵，48h后待碳源浓度降到20g/L以下开始用600g/L葡萄糖为碳源补料发酵，发酵4天，生物量达100g/L，总脂占干重32.35％，DHA产量14.72g/L，类胡萝卜素产量441.75mg/L，消耗葡萄糖235g，消耗甘油262g。经过计算，其DHA产量仅占总油脂含量45.5％，类胡萝卜素产量仅占菌体干重0.44％，相比于现有技术未得到明显提升。