[发明专利]一种低分子量聚谷氨酸生产菌株及其应用

说明书

本发明公开了一种低分子量聚谷氨酸生产菌株及其应用。本发明提供了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，其菌株号为LM9，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCC No.23791。本发明从东北黑土地中筛选获得的一株具有低分子量γ‑聚谷氨酸合成能力的菌株——枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)LM9。实现了低分子量γ‑聚谷氨酸在微生物细胞中的直接合成，并进一步研究了低分子量γ‑聚谷氨酸在植物保护方面的应用，具有重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及微生物领域，具体涉及一种低分子量聚谷氨酸生产菌株及其应用。

背景技术

γ-聚谷氨酸是由D-谷氨酸和L-谷氨酸单体通过酰胺键连接而成的生物高分子，分子质量一般在10万～100万道尔顿。它是一种水溶性、可生物降解的优良的环保型高分子材料，对人体和环境无毒害作用，在食品、化妆品、医药和水处理等领域具有非常广泛的用途。γ-聚谷氨酸是少数几种可以由微生物发酵法生产的生物高分子。芽孢杆菌是γ-聚谷氨酸主要生产菌株，通过菌株诱变，培养基成分优化，以及发酵方式优化，γ-聚谷氨酸的发酵水平达到40～70g/L(中国发明专利申请号：200910012392.2；Xu et al.,ProcessBiochemistry,2005,40:519-523)。

不同分子量的γ-聚谷氨酸具有不同的应用领域。高分子量的γ-聚谷氨酸(分子量大于100万道尔顿)具有更强的黏度以及更高的保水特性，可以作为絮凝剂用于水处理领域(中国发明专利申请号：200510040857.7)。分子量范围为70万～100万道尔顿的γ-聚谷氨酸可以作为保湿剂用于化妆品领域。低分子量的γ-聚谷氨酸(分子量低于60万道尔顿)可以作为药物载体用于肿瘤的治疗(中国发明专利申请号：202011047620.2)。分子量低于5万道尔顿的γ-聚谷氨酸可以作为生物肥料助剂，改善土壤环境，促进作物生长，促进种子萌芽等功效。

微生物来源的γ-聚谷氨酸分子量为60万道尔顿以上，目前市面上销售的γ-聚谷氨酸大多数是中高分子量的聚合物。低分子量的γ-聚谷氨酸主要依靠物理、化学、酶解等方法获得。中国发明专利(申请号：201510191530.3)利用酸解法制备得到分子量范围为1万～50万道尔顿的γ-聚谷氨酸。中国发明专利(申请号：202010455019.0)通过双菌混合培养的方法，利用蜡样芽胞杆菌分泌的酶降低γ-聚谷氨酸的分子量。γ-聚谷氨酸的分子量在很大程度上限制了其用途，低分子量γ-聚谷氨酸在微生物细胞中的直接合成正成为国内外γ-聚谷氨酸行业的研究热点。目前报道的调节γ-聚谷氨酸分子量的方法均存在步骤繁琐，产品稳定性差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低分子量γ-聚谷氨酸生产菌株及其应用。

第一方面，本发明要求保护一株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。

本发明要求保护的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，其菌株号为LM9，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCC No.23791。

第二方面，本发明要求保护枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的培养物。

本发明要求保护的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的培养物为将前文第一方面所述的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)LM9在细菌培养基上培养所得物质(培养容器内的所有物质)。

上述培养物中，所述物质包括枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)LM9(菌体自身)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)LM9的代谢物。