[发明专利]一株细菌纤维素产生菌株及其应用

说明书

 

技术领域

    本发明属于微生物技术领域，具体涉及一株细菌纤维素产生菌株及其应用。

背景技术

    细菌纤维素(Bacterial Cellulose, 简称BC)是一种天然高分子材料，其具有良好的生物相容性、生物可降解性、较强的持水能力和较高的力学性能等优良特性。与植物纤维相比，细菌纤维素具有高结晶度，高持水性，高杨氏模量，高纯度，优秀生物相容性等特点，因此细菌纤维素在医用敷料等生物医学材料、食品、造纸、纺织等领域有着广阔的应用。但是细菌纤维素的髙生产成本限制了它的工业规模，因此降低细菌纤维成本是当前工业生产的一个亟待解决的问题。细菌纤维素成本高的一个主要原因是培养基中碳源的成本高。

   采用微生物发酵方法合成细菌纤维素，目前的细菌纤维素产生菌种类较少，细菌纤维素微生物合成方法有动态发酵或静态发酵法，而多数菌种只能采用动态发酵或静态发酵中的一种进行细菌纤维素的合成。动态发酵法耗能相对较高、工艺也较复杂，但比较适合大规模生产，且细菌纤维素产量可能较高；静态发酵法耗能低、工艺简单，但产量可能不高，较适合小规模生产。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一株细菌纤维素产生菌株及其应用，该细菌纤维素产生菌株可采用动态发酵法或静态发酵法生产细菌纤维素，且两种方法的细菌纤维素得率均较高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明人实验室选育并保藏的微生物菌株解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens) ZF-7，该菌株于2012年06月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，登记入册编号为：CGMCC No. 6266。该菌株以下简称：解淀粉芽孢杆菌 ZF-7。

解淀粉芽孢杆菌ZF-7菌株具有下述性质：

(1) 菌落形态学特征：

在BPY培养基(葡萄糖5g，蛋白胨1g，牛肉膏5g，酵母粉5g，氯化钠5g，碳酸钙20g，琼脂20g，蒸馏水定容至1L，调pH值至7.0~7.2)上生长48小时，形成的菌落细小，菌落直径不超过3mm，呈圆形，凸起，边缘整齐，呈乳白色或微黄色，能形成皮革状菌膜，显微镜16×100倍观察菌体形态为单细胞、短杆状，染色均匀，可形成内生芽孢

(2) 生理与生化特性：

a. 培养温度：25~35℃，最适温度为30℃；

b. 在pH2~8范围内生长；

c. 色素产生：产黄色素；

d. 耐NaCl浓度：在5%浓度可以生长。

(3) 营养特征：

解淀粉芽孢杆菌 ZF-7菌株的培养基中不需要添加生长因子。有机氮源或无机氮源都可以作为氮源使用。

(4) 16S rDNA序列分析

ZF-7菌株的遗传学特征：采用16S rRNA测序进行分类学分子鉴定。提取ZF-7菌株基因组。采用两种合成的通用引物PCR扩增16S rDNA单一条带，引物如下：

27F：5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'；1492R：5'-GGTTACCTTGTTACGACTT-3'。PCR扩增产物纯化后直接进行序列测定，通过测序分析得到该菌株的16S rDNA序列，全长为1460bp（其序列如SEQ ID No.1所示）。将所测序列送GenBank数据库中得相关种进行比较，构建以16S rDNA全序列为基础的系统发育树。结果表明：ZF-7菌株与Bacillus amyloliquefaciens subsp. (GenBank登录号为：JF899275)菌株同源性最高，同源性达99.5％。结合形态、生理生化特征试验及16S rDNA全序列分析的系统发育研究结果，可以将ZF-7菌株的分类定位为解淀粉芽孢杆菌，具体为B. amyloliquefaciens ZF-7。

本发明利用解淀粉芽孢杆菌ZF-7菌株生产细菌纤维素的方法是将该菌株接种于含碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中进行三角瓶振荡发酵（动态摇瓶发酵）或静置发酵产生细菌纤维素。

本发明所提供的解淀粉芽孢杆菌 ZF-7菌株生产细菌纤维素的方法，其特点是用解淀粉芽孢杆菌 ZF-7菌株做发酵菌株，利用葡萄糖或其他碳源作为主要发酵原料进行发酵，动态摇瓶发酵4-10天，可产生细菌纤维素2.5~10.0g/L；静置发酵4-10天，可产生细菌纤维素1.8~6.4g/L。