[发明专利]一种芽孢杆菌及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种菌株，特别是一种从藏猪粪便微生物有益菌群中分离的芽孢杆菌，该芽 孢杆菌是一种新的短小芽孢杆菌，分类命名是芽孢杆菌(Bacillus pumilus)BY-1，可用于纤 维素酶的提取及应用，或者作为防治消化道疾病的药品或药用添加剂的应用等。

背景技术

1、纤维素酶应用领域和前景

纤维素酶广泛应用于畜牧业、纺织业、造纸业、饲料业、食品工业等各个领域，并在新 型能源转化中起到举足轻重的作用。

近年来，人民生活水平的提高促进了畜牧生产由传统的农户散养向集约化、现代化生产 转变，与之而来的是动物饲料的短缺。因此在饲料原料短缺的情况下，农作物秸秆在动物饲 料的应用逐渐得到了人们的重视。

在畜牧业和饲料工业中，纤维素酶应用广泛。反刍动物饲养中，纤维素酶的主要应用是 作为一种外源饲料添加剂，以促进粗纤维的分解和营养物质的利用进而提高粗纤维的消化率 和缓解能量饲料的紧缺现状。此外研究表明，外源添加纤维素酶可以减少牲畜粪便营养物质 损失，提高幼小牲畜的日增重，提高乳产量和乳品质等；在单胃动物中，纤维素酶的外源添 加可以有效减少粪便和尿液中氨态氮的损失，因此可以减小臭气的来源，大大改善养殖场饲 养环境，提高动物福利；在禽类养殖中，外源纤维素酶的添加可以有效提高日粮能量水平， 蛋白利用率和日粮成分消化率以及饲料报酬，在养禽业中应用价值较高。尤其是本发明在草 食单胃动物-藏猪中发现这种可充分解和消化粗纤维的菌株，对于发展节粮养殖业意义十分 重大。

此外纤维素酶还可应用于生物乙醇生产，即将粗纤维分解为单糖，进而通过生物发酵产 生酒精并进行提纯，生产新型清洁能源。生产和使用生物乙醇可以减少燃油消耗和温室气体 的排放。在造纸业和食品工业中，都具有很广泛的用途。

2、粗纤维降解菌应用领域及前景

秸秆等混合料中加入微生物制剂进行堆积发酵，纤维降解产物为微生物生长提供糖类， 有益微生物迅速繁殖，快速分解粪便和秸秆中有机质，产生生物热能，堆料温度可升至60℃～ 70℃，抑制或杀死病菌、虫卵等有害生物，在矿质化和腐殖质化过程中，释放出氮磷钾和微 量元素等有效养分，吸收、分解恶臭和有害物质。畜禽粪便经过生物发酵腐熟后，经热风旋 转烘干处理，便成为无害、无臭、无病菌和虫卵的优质有机肥，并能改善动物养殖环境。

其次，由于抗生素的大量使用，造成微生物的耐药性、毒性、致畸性、致癌性、突变性 等弊端的逐渐暴露，残毒、对环境的破坏、对人类健康的威胁已成为突出问题，禁用抗生素 的呼声越来越高。寻找绿色环保型抗生素替代物，减轻抗生素对畜禽生产带来的负面影响成 为各国畜牧业迫切需要解决的问题。在这种背景下，微生物制剂成为一个研究热点问题。目 前，微生态制剂的菌种主要有芽孢杆菌、乳酸菌、双歧杆菌和酵母菌等传统菌种。芽孢杆菌 属在消化道内可以迅速发育、增长，具有很好的助消化、促生长作用并能产生少量抗菌物质- 菌杆肽对有害微生物起抑制和杀灭的作用，其单属制剂常为助消化促进生长添加剂，也可作 为防治消化道疾病的药品或药用添加剂使用，适合猪、牛、鸡等家畜、禽以及水产动物。纤 维分解菌作为微生态添加中的重要组成成分，能够与添加剂中的其他菌形成稳定的微生态环 境，其分解纤维素所产生的糖类可作为其他菌的生长所需营养，有效地提高了饲料的利用率， 特别是粗饲料的消化率。

无论微生物作为何种生产用途，理想的微生物菌种应该是：不会使人和动物致病，不与 病原微生物产生杂种；在体内外易于繁殖，体外繁殖速度快；经加工后活菌存活率高，稳定 性好；最好来自动物自身肠道中。因此筛选天然存在的微生物用于解决目前生产中的难题至 关重要。

发明内容

本发明目的在于，提供一种新的芽孢杆菌，其分类命名是短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus) BY-1(以下简称BY-1)，具有较高的纤维素酶活性，可用于养殖场粪便纤维降解，改善养殖 场动物生存环境，用于微生物制剂，以防治动物肠道疾病的发生。

本发明的另一目的是提供上述BY-1的16SrRNA基因片段序列及一个新的内切纤维素酶 基因序列：bglC-BY。克隆的纤维素内切酶基因经过外源表达后仍然具有较高的纤维素酶活 性。

BY-1是以陕西周至县添鑫藏香猪养殖场散放饲养的藏猪新鲜粪便为材料，经分离、筛选 获得，与现有技术相比，具有以下优点：