[发明专利]一株冠菌素高产菌株、发酵方法及其应用

说明书

本发明公开了一株冠菌素高产菌株、发酵方法及其应用。本发明通过对野生菌株进行诱变选育，并对发酵工艺进行优化，使冠菌素的发酵产量大幅提升，适于工业推广应用；本发明菌株得到的冠菌素可有效提升作物品质和产量，能够缩短农产品上市的生产周期，有效的提高了生产效率。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一株冠菌素高产菌株、发酵方法及其应用。

背景技术

冠菌素(coronatine，COR)是茉莉酸(JA)的结构类似物，是全球第一个实现产业化的茉莉酸类分子信号调控剂，它是由一个含聚酮的冠菌酸(2-甲酸基,4-乙基,7-羰基二环[4.3.0]壬烷，coronafacic acid，CFA)和一个含α-氨基酸的冠烷酸(1-氨基,1-甲酸基,3-乙基环丙烷，coronamic acid，CMA)通过酰胺键连接而成的新型植物生长调节物质，其分子式为C₁₈H₂₅NO₄，分子量为319，具有以下结构式：

1971年Ichihara发现杂草经常发生黄化枯萎。1976年Ichihara发现，杂草发黄枯萎是由一种微生物导致的，并从这种微生物中提取了一种物质，其是导致杂草黄化的主要物质。该物质由成都新朝阳作物科学股份有限公司牵头，经全国农药标准化技术委员会审定，于2013年5月3日首次命名为‘冠菌素’，至此，正式获得冠菌素的全球通用名。研究表明，冠菌素信号分子参与植物生长发育众多生理过程的调控，尤其是作为环境信号分子能有效地诱导植物对病原菌、食草动物及非生物胁迫等的防御反应，促进一系列防御基因的表达和防御反应化学物质的合成，并调节植物的“免疫”和“应激”反应。

目前，关于冠菌素的生理作用研究已经取得了一定的研究进展，它具有促进细胞分化，提高叶绿素含量，调控植物生长，抑制细胞衰老等生理功能。冠菌素是茉莉酸的结构模拟物，但在某些功能上比茉莉酸效果更显著，活性可高达茉莉酸类物质的100～10000倍，用量少且效果显著，使用后无残留，对环境和农产品更安全，广泛适用于有机和绿色农业生产，是一种潜力极大的环境友好型植物生长调节剂。

冠菌素合成有两种方法，一种是化学合成法，但目前费用较高，且产量始终停留在较低水平，难以达到工业化生产的要求；另一种是生物合成法，即微生物发酵法，许多丁香假单胞菌属的一些致病变种能够产生冠菌素，如丁香假单胞菌绛红致病变种、丁香假单胞菌大豆致病变种、丁香假单胞菌番茄致病变种等，最初日本北海道大学市原荻民(1998)用发酵法从250升发酵液中得到的冠菌素、冠菌酸和冠烷酸共200毫克，其中冠菌素只有60毫克。因此市原狄民认为冠菌素产量如此之低，不可能通过发酵法生产，因此，限制冠菌素产业化的最重要因素就是缺少高产的优良菌株。

申请人在2005年07月22日申请了专利CN100396773C，该专利涉及一种用于生产冠菌素的丁香假单孢菌大豆致病变种(P.syringaepv.Glycinea)基因工程菌株及其构建方法，该工程菌株是利用亚硝基胍诱变处理出发菌株，使其产生基因突变，从而筛选冠菌素产量高的菌株；试验证实该发明基因工程菌株可在发酵温度为18℃的条件下用于工业化发酵生产冠菌素，产量可达84.7mg/L～112mg/L。

经过不断的研究，冠菌素产量得到进一步提升，申请人在2008年08月28日申请的专利CN101338291B中公开了一种制备冠菌素的方法及其专用菌株，所提供的菌株为丁香假单胞菌大豆致病变种MW123，用该发明菌株MW123制备冠菌素，产量可达180mg/L发酵液～200mg/L发酵液，与出发菌株相比，产量提高了3～4倍。

COR-冠菌素作为生物发酵产品，具有较高的环境安全性，若能进一步提升冠菌素的产量，将对农业绿色、健康、可持续发展具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一株冠菌素高产菌株、发酵方法及其应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：