[发明专利]一株高效降解木质素的水稻内生菌

说明书

技术领域

本发明涉及从水稻中分离获得的一株具有高效降解木质素能力的水稻内生细菌。

背景技术

资源利用以及环境问题是全球关注的两大重要主题。木质纤维素材料，如粮食作物和经济作物生产中的副产物农作物秸秆，是一种可供开发和综合利用的宝贵资源。由于结构复杂，分子量大，不含易水解的单元，木质素是公认的最难以化学和生物降解的天然高聚物之一。木质纤维素材料中，木质素与纤维素以共价键形式紧密接合，将纤维素分子包埋于其中，形成坚固的天然屏障阻碍分解纤维素，而将纤维素材料降解成单糖是进一步发酵生产燃料乙醇的基础。因此，木质素的降解是能否有效利用木质纤维素，降低生物能源生产成本的关键。造纸废水是目前最主要的环境污染源之一，其主要成份是未降解的木质素类化合物及其衍生物，这些难以降解的物质对受纳水体造成严重污染，破坏水体生态系统，直接威胁人类健康。简而言之，木质素降解困难的技术瓶颈，制约了资源再利用，同时也带来了环境污染问题。

目前，降解木质素主要采用理化处理和生物降解。理化处理能源成本较高，且易造成二次污染。筛选并利用微生物降解木质素不仅可以缓解环境污染，生产生物能源，还可以通过控制性的解聚，变废为宝, 生成有利用价值的芳香族化合物，实现资源再利用。在微生物资源中，植物内生菌作为一类与植物互利共生的微生物，分布广泛，生长环境独特，作为植物木质素生物降解的新资源开发，具有很强的目的性和选择性，但目前高效降解木质素的植物内生细菌的研究基本还是空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高效降解木质素的水稻内生菌，该水稻内生菌具有强的木质素褪色率和降解率，并能有效降解水稻秸秆，在资源再利用及环境治理等方面具有很大的潜力。

本发明提供的技术方案是：一株高效降解木质素的水稻内生细菌，其是Pantoea sp. Sd-1，保藏号为CGMCC No.6698，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。 

本发明所述水稻内生细菌已于2012年10月22日为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心CGMCC所保藏（保藏地址是：北京市朝阳区北辰西路1号院3号），其保藏号为CGMCC. 6698，分类命名为泛菌Pantoea sp. ，经检测存活。     

本发明水稻内生细菌来源于水稻种子，结合菌落菌体形态特征和基于细菌16S rDNA基因序列的系统发育分析，鉴定为Pantoeasp.菌，命名为Sd-1。目前为止，国内外尚未有关于Pantoea属的菌株应用于木质素降解及水稻秸秆处理，本发明为木质素降解研究提供了一种新的微生物资源。                                              

本发明水稻内生细菌Sd-1菌株的分离、纯化和筛选过程为：将籼稻（谷梅4号）种子表面消毒干净后置于内生菌分离培养基TWYE上，27℃培养待内生菌长出再结合划线分离法在相应的固体PDA平板上进行分离，直至获得各种微生物的纯培养。将分离得到的菌株纯培养接种到以木质素为唯一碳源的固体平板筛选培养基上，放入生化培养箱中恒温静置培养，每天观察，筛选生长效果最好的菌株，即为高效降解木质素的菌株，再划线分离得到最终的纯培养菌株。                                                   

所述TWYE培养基组成为：酵母提取物0.25g, KH₂PO₄ 0.5g, 琼脂18g, 去离子水定容至1L，调节PH值范围7.2±0.2。PDA培养基组成为：土豆200g，煮沸30min后过滤，滤液中加入10g葡萄糖，琼脂15g，去离子水定容至1L，自然PH。木质素为唯一碳源的培养基组成为：碱木质素3g，(NH₄)₂SO₄ 2g，K₂HPO₄ 1g，MgSO₄ 0.2g，CaCl₂ 0.1g，FeSO₄ 0.05，MnSO₄ 0.02g，KH₂PO₄ 1g，琼脂 15g，去离子水定容至1L，pH为7.0～7.4。