[发明专利]一株纤维素降解细菌及其应用

说明书

一株纤维素降解细菌及其应用，涉及一株纤维素降解微生物及其应用。本发明纤维素降解细菌为圈卷产色链霉菌(Streptomyces ansochromogenes)WF‑10，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.23720。以及上述纤维素降解细菌在纤维素生物降解中的用途。本发明菌株可在羧甲基纤维素钠为唯一碳源CMC平板上生长，且经刚果红染色后菌落周围出现明显的纤维素分解透明圈；能分泌四种纤维素酶，包括滤纸酶、内切‑β‑1,4‑葡聚糖酶、外切‑β‑1,4‑葡聚糖酶和β‑葡萄糖苷酶；具有降解天然纤维素的能力。

技术领域

本发明涉及一株纤维素降解微生物及其应用。

背景技术

我国是农业大国，农业废弃物产量丰富，尤其是玉米秸秆。据统计，2014～2018年我国秸秆年均产量约为65386.6万吨，其中玉米秸秆占总秸秆量的45％左右。玉米秸秆中含有多种营养元素，包括C、N、P、K以及微量元素等，是重要的生物质资源。

玉米秸秆主要成分为木质纤维素，是一种丰富的可再生资源，可以转化为多种生物能源和化学产品。秸秆还田是当前黑土地保护合理用的主要措施，关键技术要求秸秆能够在土壤中有效的降解并转化为土壤有机质。如何实现秸秆在农业生产中的有效快速降解，一直是生产中的难题，也是需要攻克的技术关键。寻找到可高效降解秸秆木质纤维素的菌株，并开发成菌剂及生物产品，加快秸秆降解对黑土地农业生产具有重要意义。选择微生物对木质纤维素进行降解，已成为近年来纤维素降解和利用的重要手段和研究热点。

纤维素酶是由多种酶系组成的复合酶系统，包括内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。市场上大多数商业纤维素酶是由木霉菌和曲霉分泌的，如里氏木霉、康氏木霉与黑曲霉等；然而，由于真菌繁殖速度相比于细菌来说较慢，短时间内降解秸秆效率低，因此寻找一种高效纤维素降解细菌对于提高秸秆降解效率具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一株具有高效纤维素降解能力的细菌，以及该菌株在纤维素降解中的用途。

本发明纤维素降解细菌为圈卷产色链霉菌(Streptomyces ansochromogenes)WF-10，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.23720。

上述纤维素降解细菌在纤维素生物降解中的用途。

圈卷产色链霉菌(Streptomyces ansochromogenes)是一种革兰氏阳性菌，现有的报道主要用于生产尼可霉素抗生素；未见圈卷产色链霉菌属在纤维素降解中的应用。

将秸秆分别加入液体或固体培养基，121℃灭菌20min；然后接种5ml含菌量为1×10⁷CFU/mL的圈卷产色链霉菌液，分别于30℃、180rpm条件下摇床培养7d和30℃条件下静置培养15d，即可实现对秸秆的降解。

本发明圈卷产色链霉菌(Streptomyces ansochromogenes)WF-10可在羧甲基纤维素钠为唯一碳源CMC平板上生长，且经刚果红染色后菌落周围出现明显的纤维素分解透明圈。采用DNS法检测，本发明圈卷产色链霉菌(Streptomyces ansochromogenes)WF-10在30℃条件下培养可能分泌四种纤维素酶，包括滤纸酶、内切-β-1,4-葡聚糖酶、外切-β-1,4-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶；具有降解天然纤维素的能力。

本发明圈卷产色链霉菌(Streptomyces ansochromogenes)WF-10在LB培养基上单菌落扁平、圆形或近圆形，表面干燥；正面为白色，背面呈暗褐色，孢子呈直或柔曲的链。经16S rDNA基因测序比对，本发明圈卷产色链霉菌(Streptomyces ansochromogenes)WF-10与圈卷产色链霉菌同源性为95％以上，16SrDNA序列系统进化树显示与圈卷产色链霉菌同源。