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1、(10)申请公布号 CN 103305428 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103305428 A *CN103305428A* (21)申请号 201310259902.2 (22)申请日 2013.06.26 CCTCC NO:M2013162 2013.04.26 C12N 1/14(2006.01) C05F 11/08(2006.01) C05F 11/02(2006.01) C12R 1/685(2006.01) (71)申请人 武汉合缘绿色生物工程有限公司 地址 430206 湖北省武汉市东湖高新区光谷 八路 101 号 (72)发明人 徐维烈 葛向阳 杨涛。
2、 赵述淼 杨亭 陈仕伟 傅家炜 (74)专利代理机构 武汉宇晨专利事务所 42001 代理人 王敏锋 (54) 发明名称 一种黑曲霉菌株及其应用 (57) 摘要 本发明公开了一种黑曲霉菌株及其应用, 通 过从稻草秸秆上分离、 纯化, 采用离子束和 60钴诱 变, 通过初筛、 复筛、 遗传稳定试验筛选本发明涉 及一株专用于秸秆腐熟剂的高产木聚糖酶的黑曲 霉菌株, 黑曲霉HY-001 CCTCC NO:M2013162, 该菌 株在 28固体发酵培养 72 小时, 黑曲霉 HY-001 的木聚糖酶活可达 25000U/g ; 在 28固体培养 100 小时, 黑曲霉 HY-001 孢子数达到 15。
3、108CFU/ g ; 黑曲霉 HY-001 具有很好的木聚糖酶活性, 生长 速度快, 产孢子能力强, 具有很好的生产性能。因 此该黑曲霉在降低秸秆腐熟剂产品成本, 提高产 品稳定性, 强化腐熟效果上有很好的应用前景。 (83)生物保藏信息 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103305428 A CN 103305428 A *CN103305428A* 1/1 页 2 1. 一种黑曲霉菌株, 其特征在于 : 黑曲霉 (Asper。
4、gillus niger) HY-001, CCTCC NO:M 2013162。 2. 权利要求 1 所述的黑曲霉菌株在制备秸秆腐熟剂中的应用。 权 利 要 求 书 CN 103305428 A 2 1/4 页 3 一种黑曲霉菌株及其应用 技术领域 0001 本发明属于微生物技术领域, 具体涉及一种黑曲霉菌株, 还涉及一种黑曲霉菌株 在制备秸秆腐熟剂中的应用, 本发明所述的黑曲霉具备高产木聚糖酶的能力, 可用于制备 秸秆的腐熟剂。 背景技术 0002 半纤维素是植物组织中与纤维素相伴生的一种低分子量 (其平均聚合度 50 200) 的无定型结构物质, 是由两种或两种以上的单糖组成的不均一聚糖。
5、, 大多数带有侧链 ; 绝大部分位于纤维素细胞的胞间层和细胞壁上, 也可认为是纤维素细胞间的填料和黏结物 质。不同于纤维素只有葡萄糖一种残基, 半纤维素可以由葡萄糖、 木糖、 半乳糖、 阿拉伯糖、 甘露糖等残基缩聚而成。 在由这些残基组成的聚糖中, 木聚糖是最常见的半纤维素, 通过木 糖残基以 -1, 4- 糖苷键连接而来, 细胞壁中木聚糖的含量因细胞类型的不同而不同, 最 高可占细胞干重 35%, 是自然界中除纤维素以外数量最大的多糖, 广泛存在于阔叶材以及农 作物秸秆等禾本科植物中, 其在饲料行业、 肥料行业、 造纸业、 酿造业等诸多领域都有应用。 鉴于该类物质资源丰富, 成本低廉, 所得。
6、到的产品附加值高, 有必要选育出木聚糖酶高产菌 株以加强对木聚糖资源的开发利用, 对解决当前的环境问题、 能源问题、 粮食问题有重要意 义。 0003 为获得木聚糖酶高产菌株主要从三个方向开展工作。第一是通过特殊培养基或 从特殊环境中筛选木聚糖酶酶活高产菌株 ; 第二是通过物理化学诱变等对菌株进行诱变选 育, 目前常用的诱变剂或诱变方式有亚硝基胍、 氯化锂、 硫酸二乙酯、 紫外线诱变诱变、 微波 诱变、 离子束诱变、 60 钴诱变等 ; 第三则是通过基因工程技术来获得木聚糖酶高产工程菌。 其中, 离子束诱变、 60 钴诱变以其安全无害、 效果突出而被广泛采用。 发明内容 0004 本发明的目的。
7、是提供了一种黑曲霉菌株, 该菌株具备高产木聚糖酶的特点, 可用 于分解木聚糖, 该菌株已于 2013 年 4 月 26 日送至中国典型培养物保藏中心进行保藏, 分类 命名 : 黑曲霉 (Aspergillus niger) HY-001, 保藏编号 : CCTCC NO:M2013162, 地址 : 中国武 汉武汉大学。 0005 本发明还有一个目的是提供了一种黑曲霉菌株在制备秸秆腐熟剂中的应用, 在缩 短秸秆腐熟时间, 提高腐熟效果上有显著作用。 0006 为了达到上述目的, 本发明采取以下技术措施 : 0007 一种黑曲霉 HY-001, 其筛选过程如下 : 0008 1) 利用初筛培养基。
8、分离废弃秸秆中的黑曲霉, 经形态学鉴定, 确认为黑曲霉。 0009 2) 对该黑曲霉依次进行 21016cm-2剂量离子束诱变和 395Gy 剂量 60 钴诱变, 经 初筛培养基初筛、 产酶培养基复筛、 遗传稳定实验后, 得到了一种高产木聚糖酶的黑曲霉菌 株, 该菌株已于 2013 年 4 月 26 日送至中国典型培养物保藏中心进行保藏, 分类命名 : 黑曲 说 明 书 CN 103305428 A 3 2/4 页 4 霉HY-001Aspergillus niger HY-001, 保藏编号 : CCTCC NO:M2013162, 地址 : 中国武汉武汉 大学。 0010 黑曲霉 HY-0。
9、01 形态特征 : 1) 在察氏培养基上生长快, 经 24 小时, 即有菌落出现, 72 小时后, 孢子丰富 ; 菌落黑色, 呈丝绒状, 中心略凸起, 菌落反面略带黄色。2) 显微镜下 菌丛呈黑褐色, 菌丝发达, 分生孢子头状如 “菊花” , 具有两层孢子小梗, 分生孢子为球形, 呈 黑、 黑褐色。 0011 该菌株能很好利用纤维素、 淀粉或糖类为碳源, 利用豆粕、 硫酸铵等为氮源快速生 长, 最适生长温度为 28 32, 最适 pH 为 5.0 6.5, 在高产木聚糖酶的同时, 能产生较高 的果胶酶、 酸性蛋白酶、 纤维素酶、 淀粉酶等, 具有一定的产酸能力。 0012 黑曲霉HY-001具。
10、有很高的产木聚糖酶的能力, 在产酶培养基中28培养72小时, 其木聚糖酶活可达 25000U/g。 0013 黑曲霉 HY-001 具有很好的生长特性, 在 28产酶培养基中培养 120 小时, 孢子数 大于 15108CFU/g。 0014 黑曲霉 HY-001 在产酶培养基中所产木聚糖酶, 最适作用温度为 50 , 最适作用 pH 为 5.4, 在 4 -40时酶热稳定性较好, pH5.4-pH10 之间酶稳定性较好, Mg2+、 Ca2+、 吐温 80、 Cu2+对该酶有促进作用, Co2+、 Mn2+有较大抑制作用。 0015 所述的初筛培养基为 : 葡萄糖 0.3g,NH4NO30.。
11、15g, 木聚糖 0.2g,NaCl0.6g,K2HPO40 .2g,MgSO40.01g,FeSO40.01g,CaCl20.01g, 琼脂 2g, 水 100mL ; 0016 所述的产酶培养基为 : 稻草粉 5.0g, 麸皮 4.0g, 豆粕 1.0g, 水 27mL。 0017 一种黑曲霉菌株在制备木聚糖分解剂中的应用, 其应用步骤为 0018 将黑曲霉HY-001的孢子配成孢子悬液, 以接种量为0.5105-2105个/g接种至 稻草粉中 (稻草粉过 40 目筛, 含水率 70%, 加入相当于秸秆粉质量 4% 的尿素) , 经过 28下 20 天培养, 秸秆粉残留仅 69%。 001。
12、9 与现有技术相比, 本发明具有以下优点 : 0020 1) 本发明的黑曲霉 HY-001, 生长速度快, 产孢子能力强, 具有很好的生产性能 ; 0021 2) 本发明黑曲霉 HY-001 在秸秆自然环境中竞争力强, 可以抗杂菌生长, 在稳定产 品品质, 提高产品安全性上有积极作用。 0022 3) 本发明黑曲霉 HY-001 具有很好的木聚糖酶活性, 能高效促使秸秆原料分解, 20 天内使得秸秆粉失重 31%, 能增加腐植酸, 以助于植物吸收利用。因此该黑曲霉在降低秸秆 腐熟剂产品成本, 提高产品稳定性, 强化腐熟效果上有很好的应用前景。 附图说明 0023 图 1 为一种黑曲霉 HY-0。
13、01 在察氏培养基上的菌落形态示意图。 0024 图 2 为一种黑曲霉 HY-001 在 40 显微镜下的形态示意图。 0025 图 3 为一种黑曲霉 HY-001 固态培养产木聚糖酶和产孢子曲线示意图。 0026 图 4 为一种黑曲霉 HY-001 在稻草秸秆中腐熟效果对比示意图。 0027 A : 秸秆腐熟前的效果 ; 0028 B : 未接黑曲霉 HY-001 的腐熟 35 天的效果 ; 0029 C : 接黑曲霉 HY-001 的腐熟 35 天的效果。 说 明 书 CN 103305428 A 4 3/4 页 5 具体实施方式 0030 实施例 1 : 0031 一种黑曲霉 HY-00。
14、1, 其筛选过程如下 : 0032 1) 从华中农业大学水稻试验田里取废弃秸秆作为样品, 经初筛培养基初筛和产酶 培养基复筛, 从中各挑选一株酶活最高、 生长性能优良的菌株, 保存至 PDA 斜面上。 0033 2) 经 PDA 斜面 30培养 5 天, 挑取孢子, 用无菌水制成 107个 /mL 孢子悬液。 0034 3)用该黑曲霉的新鲜孢子悬液在能量为 20keV、 离子剂量分别为 11016/cm2、 1.71016/cm2、 31016/cm2、 41016/cm2下进行诱变, 利用初筛培养基初筛, 产酶培养基复 筛, 对复筛所得菌株的新鲜孢子悬液在185Gy、 395Gy、 605G。
15、y、 815Gy的剂量下进行 60 钴诱变, 利用初筛培养基初筛, 产酶培养基复筛, 经过遗传稳定实验, 得到一种高木聚糖酶活的黑曲 霉, 命名为黑曲霉 HY-001, 该菌株已于 2013 年 4 月 26 日送至中国典型培养物保藏中心进 行保藏, 分类命名 : 黑曲霉 (Aspergillus niger) HY-001, 保藏编号 : CCTCC NO:M2013162, 地 址 : 中国武汉武汉大学。 0035 该菌菌落形态及显微镜下菌丝形态见图 1 和图 2。 0036 所述的初筛培养基配方为 : 葡萄糖 0.3g,NH4NO30.15g, 木聚糖 0.2g,NaCl0.6g,K2H。
16、 PO40.2g,MgSO40.01g,FeSO40.01g,CaCl20.01g, 琼脂 2g, 水 100mL。 0037 所述的产酶复筛培养基配方为 : 稻草粉 5.0g, 麸皮 4.0g, 豆粕 1.0g, 水 27mL。 0038 实施例 2 : 0039 黑曲霉 HY-001 的培养方法, 其步骤如下 : 0040 将黑曲霉 HY-001 孢子粉按 1%(重量比)接种于产酶培养基 (稻草粉 5.0g, 麸皮 4.0g, 豆粕 1.0g, 水 27mL) , 28下培养, 24 小时候后, 菌丝生长, 物料结块, 打散翻料一次 ; 继续培养, 等孢子生长变黑, 扣瓶倒置继续培养, 1。
17、20 小时后培养结束。测定酶活力及孢子 数, 木聚糖酶活力达到 25000U/g, 孢子数大于 15108CFU/g。 (木聚糖酶活力及孢子数曲线 见图 3) 0041 实施例 3 : 0042 一种黑曲霉菌株在制备秸秆腐熟剂中的应用, 其应用步骤如下 : 0043 将本发明黑曲霉 HY-001 的孢子配成孢子悬液, 以接种量为 0.5105-2105个 / g 接种至稻草粉中 (稻草粉过 40 目筛, 含水率 70%, 加入相当于稻草粉质量 4% 的尿素) , 经过 28下 20 天培养, 秸秆粉残留率为 69%。 (对稻草的腐熟结果见图 4) 0044 实施例 4 : 0045 木聚糖酶的。
18、活力测定, 其步骤如下 : 0046 将本发明黑曲霉 HY-001 孢子粉按 1%(重量比) 接种于产酶培养基中 28培养 72 小时。 0047 称取上述培养物 10g, 加 pH5.4 缓冲液 100mL, 于 40水浴中浸提 60min, 滤纸过滤 得抽提液。 0048 在作用温度为 50 , 作用 pH 为 5.4 条件下测定, 其木聚糖酶活可达 25000U/g。 0049 该酶最适作用温度为 50 , 最适作用 pH 为 5.4, 在 4 -40时酶热稳定性较好, pH5.4-pH10 之间酶稳定性较好, Mg2+、 Ca2+、 吐温 80、 Cu2+对该酶有促进作用, Co2+、 Mn2+有较 说 明 书 CN 103305428 A 5 4/4 页 6 大抑制作用。 说 明 书 CN 103305428 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103305428 A 7 2/2 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 103305428 A 8 。