[发明专利]一种降解α-茄碱的加拿大鞘氨醇杆菌SC202103菌株及其应用

说明书

本发明公开了一种降解α‑茄碱的加拿大鞘氨醇杆菌Sphingobacterium canadense菌株及其应用，本发明的一种降解α‑茄碱的SC202103菌株，该菌株为SC202103，保藏名称为加拿大鞘氨醇杆菌Sphingobacterium canadense SC202103；保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号；保藏日期：2021年5月31日；保藏编号：CGMCC No.NO22640。本发明的菌株是一种能用于降解α‑茄碱的细菌，具有对α‑茄碱的降解能力强、环境安全的特点，可以用于生物降解α‑茄碱和食品安全。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体地说，涉及一种降解α-茄碱的加拿大鞘氨醇杆菌SC202103菌株及其制备方法和应用。

背景技术

茄碱(Solanine)，又名龙葵素、龙葵碱、马铃薯毒素等，是一种主要分布于茄科植物中的次生代谢物糖苷生物碱(Steroidal Glycoalkaloids，SGAs)类，如马铃薯、番茄和茄子的根、茎、叶果实中，其中在马铃薯中含量较为丰富(Friedman and McDonald，1997；赵雪淞等，2007)。马铃薯中α-茄碱具有杀虫活性(Tingey，1984；Jonasson and Olsson，1994；Zheng et al.，2020)，对人畜具有较高的毒性，误食可引起恶心、呕吐、腹泻、丧失知觉、麻痹、休克等症状，若抢救不及时会造成死亡，还有较强的致畸和生殖毒性(季宇彬，2009；谭继君，2018)。

目前降解α-茄碱主要还是酸水解或活性酶水解等方式(Friedman et al.，1993；Weltring et al.，1997)，如一些马铃薯中提取的一些酶对α-茄碱降解活性(Nikolic andStankovic，2005；Dahlin et al.，2017)，这些酶可通过逐步脱去碳水化合物部分起到降解作用。然而，通过酸水解或从植物中提取酶类进行茄碱的去除，操作繁琐、费时费力、成高，还存在污染环境的潜在危险。因此，需求新颖、高效的茄碱降解菌是马铃薯食品领域茄碱清出的一条重要途径。目前一些研究者已经开始从一些特殊环境中分离茄碱降解菌。如Jensen et al.(2009)发现地下水中的微生物可使α-茄碱发生水解逐个脱除糖分子，可生成β-茄碱，γ-茄碱和茄啶，其毒性也依次降低，但并未明确微生物的分类地位；Hennessyet al.(2018，2020)从绿皮马铃薯周围土壤中，分离的节杆菌属Arthrobacter和沙雷氏菌属Serratia的细菌对马铃薯中的糖苷生物碱α-茄碱具有高效降解作用。然而，国内关于茄碱降解菌的资源的挖掘还鲜有报道。

加拿大鞘氨醇杆菌Sphingobacterium canadense属于拟杆菌门，鞘脂杆菌科，鞘氨醇杆菌属。据Mehnaz et al.(2007)报道该菌可水解七叶苷、明胶和脲酶，对阿拉伯糖、蜜二糖和甘油具有同化作用。Mehnaz et al.(2010)和Ali et al.(2015)报道该菌能合成吲哚乙酸IAA，促进玉米和鹰嘴豆(Cicer arietinum L)的生长。然而，目前国内外关于该菌的其他功能方面的报道还较少。而本研究从马铃薯块茎蛾分离到的加拿大鞘氨醇杆菌SC202103对α-茄碱具有高效降解作用，其降解效率高达99.79％。

马铃薯块茎蛾Phthorimaea operculell(Zeller)，隶属于鳞翅目双孔亚麦蛾总科麦蛾科块茎蛾属昆虫，该虫是一种全球性分布的马铃薯、烟草、番茄和辣椒等茄科作物害虫。马铃薯块茎蛾肠道内含有丰富的肠道细菌，这些细菌在马铃薯块茎蛾寄主适应和代谢中发挥着重要作用。有研究报道，昆虫肠道内共生细菌具有降解寄主植物生物碱的作用，马铃薯块茎蛾肠道中内共生的沙雷氏菌属具有降解马铃薯糖苷生物碱α-茄碱的作用。利用从马铃薯块茎蛾幼虫肠道中分离获得的加拿大鞘氨醇杆菌SC202103菌株，降解α-茄碱，这对以马铃薯为原料开发的食品中茄碱安全、有效的清除，提供可供选择的菌株，具有重要的实际应用价值。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种降解α-茄碱的加拿大鞘氨醇杆菌SC202103菌株及其应用。