一种降解褐藻胶的菌株及其应用

专利检索2024-12-27  29


本发明涉及微生物,具体涉及一种降解褐藻胶的菌株及其应用。


背景技术:

1、褐藻胶主要来自褐藻的细胞壁,是一种可持续的可再生资源。褐藻胶由两种构象异构体组成,α-l-古洛糖醛酸(g)和β-d甘露糖醛酸(m)。g和m通过1,4-糖苷键连接,随机排列形成三种褐藻胶聚合物polyg、polym和杂聚物polymg。褐藻胶的解聚由褐藻胶裂解酶通过糖苷键的β-消除实现的。

2、迄今为止,褐藻胶裂解酶在cazy数据库中被分在12个多糖裂解酶家族(pls),主要包括pl5、pl6、pl7、pl14、pl15、pl17和pl18以及最近表征的家族pl31、pl32、pl34、pl36和pl39。根据其底物特异性,褐藻胶裂解酶分为m特异性裂解酶(polym裂解酶,ec 4.2.2.3)、g特异性裂解酶(polym裂解酶,ec 4.2.2.11)或双功能裂解酶(ec 4.2.2.-)。根据作用方式,褐藻胶裂解酶分为内切型(4.2.2.-)和外切型裂解酶(ec 4.2.2.26),大多数外切型裂解酶属于褐藻胶寡糖裂合酶(oals),它能够将多糖和寡糖降解为不饱和糖醛酸。

3、褐藻胶裂解酶已被广泛用于褐藻的完全分解和褐藻寡糖(aos)的生物制备。与传统的化学和物理方法相比,酶法制备具有明显的优势,如环境友好、高效、可定制特定的低聚糖等。此外,由褐藻胶裂解酶产生的不饱和aos比化学和物理方法获得的饱和aos具有更好的生物活性。与使用单一酶相比,不同褐藻胶裂解酶的组合能够更有效地制备aos。例如,当褐藻胶裂解酶alypb1与寡聚褐藻胶裂解酶alypb2协同作用时,aos的转化率显著提高。褐藻胶裂解酶和纤维素酶的混合物是从褐藻直接制备aos的首选。为进一步减低成本,可将褐藻胶裂解酶粗酶液和纤维素酶直接组合,用于海藻肥的制备。通过酶法制备的aos不仅可以促进根际微生物的代谢,还可以刺激植物生长。

4、在本发明中,我们分离出一种海洋细菌弧菌biz05,其能够有效地降解褐藻胶。由于其高褐藻胶降解活性和低成本制备条件,弧菌biz05无细胞上清液提供了一种生产聚合度为2至6的褐藻寡糖的可行方法。当胞外褐藻胶裂胶酶粗酶液与纤维素酶共同作用时,其对不同褐藻的降解效率明显高于商业褐藻胶裂解酶产品ce201,且生产的海藻提取物富含植物激素。


技术实现思路

1、本发明中,我们分离出了一种名为vibrio sp.biz05的海洋细菌,它能够有效地降解褐藻胶,当biz05粗酶液与纤维素酶结合,对不同褐藻的降解效率远远高于商业褐藻胶裂解酶产品。除了制备褐藻寡糖aos外,biz05粗酶液产品在生物肥料生产方面也显示出巨大的潜力,形成的海藻提取物富含植物激素。

2、一方面,本发明提供了一种降解褐藻胶的菌株,所述菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(cgmcc),名称为弧菌(vibrio sp.)biz05,保藏编号为cgmcc no.25991,保藏日期为2022年10月28日,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。

3、另一方面,本发明还提供了一种对上述菌株进行发酵的方法,所述方法包括利用培养基对上述菌株进行培养的步骤。

4、在一个实施方式中,所述培养基的成分包括碳源、氮源、氯化盐、na2hpo4、kh2po4、和mgso4。

5、在一个实施方式中,所述碳源为聚α-l-古洛糖醛酸、葡萄糖或海藻酸钠;优选的,所述氮源的含量为0.1%-1%(w/v),更优选,0.2%-0.8%,更优选,0.5%。

6、在一个实施方式中,所述氮源为铵盐,优选,nh4cl;优选的,所述氮源的含量为0.1%-1%(w/v),更优选,0.5%。

7、在一个实施方式中,所述氯化盐为nacl或kcl;优选的,所述氯化盐的含量为1%-3%(w/v),更优选,2%。

8、在一个实施方式中,所述培养的温度为25-40℃,优选,28℃。

9、在一个实施方式中,所述发酵的时间为6h-48h,例如,12h、18h、24h、30h、36h或42h。

10、进一步的,所述方法还包括获得发酵液的步骤。

11、另一方面,本发明还提供了上述菌株的发酵液。

12、在一个实施方式中,所述发酵液是通过对上述菌株发酵制备得到。

13、在一个实施方式中,还包括对发酵液去除上述菌株的步骤;例如,可以通过离心或过滤的方式去除上述菌株,得到无细胞的发酵液。

14、另一方面,本发明还提供了上述菌株或上述发酵液在降解褐藻胶中的应用,或者,在制备褐藻寡糖中的应用,或者,在制备海藻肥料中的应用。

15、另一方面,本发明还提供了一种降解褐藻胶的制剂,所述制剂包括上述菌株或上述发酵液;进一步的,所述制剂还包括纤维素酶。

16、另一方面,本发明还提供了一种降解褐藻胶或制备褐藻寡糖的方法,所述方法包括利用上述菌株或上述发酵液对褐藻胶进行降解的步骤。任选的,所述方法还包括利用上述菌株或上述发酵液以及纤维素酶对褐藻胶进行降解的步骤。

17、在一个实施方式中,所述褐藻寡糖为聚合度为2-6的褐藻寡糖。

18、在一个实施方式中,所述褐藻胶来源于藻类,例如,褐藻。

19、在一个实施方式中,所述褐藻胶来源于海带、马尾藻、法国泡叶藻或羊栖菜。

20、另一方面,本发明还提供了一种制备海藻肥料的方法,所述方法包括利用上述菌株或上述发酵液对海藻进行处理的步骤。任选的,所述方法还包括利用上述菌株或上述发酵液以及纤维素酶对海藻进行处理的步骤。

21、在一个实施方式中,所述海藻选自海带、马尾藻、法国泡叶藻或羊栖菜中的一种或任意几种。



技术特征:

1.一种降解褐藻胶的菌株,所述菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(cgmcc),名称为弧菌(vibrio sp.)biz05,保藏编号为cgmcc no.25991,保藏日期为2022年10月28日,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。

2.一种对权利要求1所述的菌株进行发酵的方法,所述方法包括利用培养基对所述菌株进行培养的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述培养基的成分包括碳源、氮源、氯化盐、na2hpo4、kh2po4、和mgso4。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述碳源为聚α-l-古洛糖醛酸、葡萄糖或海藻酸钠;所述氮源为铵盐;所述氯化盐为nacl或kcl。

5.根据权利要求2-4任一所述的方法,其特征在于,所述方法还包括获得发酵液的步骤;任选的,还包括对发酵液去除细胞的步骤。

6.一种权利要求1所述菌株的发酵液,其特征在于,所述发酵液通过权利要求2-5任一所述的方法制备得到。

7.权利要求1所述的菌株或权利要求6所述的发酵液在降解褐藻胶中的应用,或者,在制备褐藻寡糖中的应用,或者,在制备海藻肥料中的应用。

8.一种降解褐藻胶的制剂,所述制剂包括权利要求1所述的菌株或权利要求6所述的发酵液;任选的,所述制剂还包括纤维素酶。

9.一种降解褐藻胶或制备褐藻寡糖的方法,所述方法包括利用权利要求1所述的菌株或权利要求6所述的发酵液对褐藻胶进行降解的步骤;任选的,所述方法还包括利用纤维素酶对褐藻胶进行降解的步骤。

10.一种制备海藻肥料的方法,所述方法包括利用权利要求1所述的菌株或权利要求6所述的发酵液对海藻进行处理的步骤;任选的,所述方法还包括利用纤维素酶对海藻进行处理的步骤。


技术总结
本发明分离出了一种名为BIZ05的海洋细菌,它能够有效地消化褐藻胶,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC),名称为弧菌(Vibrio sp.)BIZ05,保藏编号为CGMCC No.25991,保藏日期为2022年10月28日,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。BIZ05无细胞上清液与纤维素酶结合,对不同褐藻物种的水解率很高,远远高于商业褐藻胶裂解酶产品。除了AOS制剂外,BIZ05无细胞上清液在生物肥料生产方面也显示出巨大的潜力,其降解产生的海藻提取物富含植物激素。

技术研发人员:李颖杰,陈冠军,王禄山,张希月,唐咏琪
受保护的技术使用者:山东大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
转载请注明原文地址:https://win.8miu.com/read-1147981.html

最新回复(0)