一株耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及微生物应用技术领域，特别设及一株耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌及 其应用。
【背景技术】
[0002] 全世界蕴藏着巨量的甲烧，其主要分布在西伯利亚沼泽（约有近8百亿吨）、南北 极冰原（约蕴藏5千亿吨）及海底中（约有2. 5~10兆吨），同时地球上还有大量的非常 规甲烧来源如煤层甲烧、垃圾场废气、沼气和海洋甲烧水合物，及由焦炉气和炼厂气回收的 甲烧。甲烧是温室气体，对大气的暖化威力比二氧化碳强23倍。目前人类对甲烧的利用主 要是当作燃料燃烧。将甲烧转变成更高价值的化学品和液体燃料能提供重大的经济、环境 和战略利益。
[0003] 目前工业化甲烧转化工艺是间接的，主要分S步，该些复杂的多级工艺在苛刻条 件下操作如；在800-1000°C、20-30大气压下蒸汽转化；在1200-1500°c下部分氧化；在 200-300°C、50-100大气压下甲醇合成。而微生物却能在常温常压下转化甲烧生成碳链长 短不一的各种代谢中间物。该使得微生物转化甲烧成为一种非常具有潜力和前景的生物技 术。
[0004]商业化的生物转化甲烷烃历了S个阶段；1)生产单细胞蛋白。2)利用甲烧单加氧 酶制备环氧丙烷。3)生物降解氯化物污染物。但是目前为止只有利用甲烧单加氧酶制备环 氧丙烷取得了一定的经济效益。限制微生物转化甲烧的产业化的一个重要因素是生长速率 低。
[0005]甲醇是甲烧转化工艺的主要产物，同时也是煤化工的主要产物，是C1化工的基 础，原料来源广泛，最大的用途是生产其它含氧有机化学品，如甲醒、己酸和離类。甲醇的生 物转化的研究还处于实验室水平，W甲醇为底物发酵生产单细胞蛋白，是生物技术在甲醇 产品开发中最典型的应用。甲醇虽然能够被大部分甲烧氧化菌直接利用，但是具有较强的 生理毒性，已报道的甲烧氧化菌耐受甲醇的能力较差，如MethyLomonasLenta对培养基中 添加0. 1%到0. 5%的甲醇就表现出敏感。经过诱变驯化的菌株可耐受2. 4%的甲醇，而且 稳定性较差。而本发明报道的野生型未经过驯化的菌株，在甲醇浓度达到3. 5%时依然可W 生长。
[0006]目前国内甲烧氧化菌的专利中，主要是包括甲烧氧化菌的培养方法和其在污水处 理、单细胞蛋白、甲醇生产中的应用，部分专利报道了利用甲烧氧化菌发酵生产PHA的报 道。目前，国内未见利用微生物转化甲烧制备多糖和类胡萝h素的报道。
[0007]本发明设及的甲烧氧化菌能够高效的利用甲烧生长，同时能够耐受较高浓度的甲 醇。该就为利用该微生物发酵甲烧或者甲醇来生产高附加值产品如类胡萝h素，多糖奠定 了良好的基础。
【发明内容】
[000引本发明目的之一在于提供一株耐受高浓度甲醇的甲烧氧化菌。本发明公开的甲基 单胞菌的筛选自湿地的污泥，其能够利用甲烧快速生长，且能够耐受高浓度的甲醇。
[0009] 本发明目的之二在于提供一株耐受高浓度甲醇的甲烧氧化菌的应用。本发明公开 的甲基单胞菌的能够在W甲烧或者甲醇为底物的液体发酵培养基中生产类胡萝h素，该一 应用未在其他甲烧氧化菌中提及。
[0010] 本发明目的之=在于提供一株耐受高浓度甲醇的甲烧氧化菌的另一个应用。本发 明公开的甲基单胞菌的能够在W甲烧或者甲醇为底物的液体发酵培养基中生产多糖，该一 功能也未在其他甲烧氧化菌中提及。
[0011] 为实现上述目的及一些其他目的，本发明所采取的技术方案为：
[0012] 一株耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌，其特征在于，所述菌株在中国微生物菌种保 藏管理委员会普通微生物中屯、的保藏号为；CGMCCNo. 9873,保藏日期为；2014年10月29 日，分类命名为；MethyLomonassp.。
[0013] 一种耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌在生产类胡萝h素中的应用。
[0014] 优选的是，W甲烧或者甲醇为底物在发酵温度为20~30°C条件下接种所述甲基 单胞菌并发酵之后获得发酵产物用于提取类胡萝h素。
[0015] 优选的是，所述发酵温度为25°C。
[0016] 优选的是，所述甲基单胞菌的W甲醇为底物时，甲醇占发酵培养基的质量百分比 浓度《3. 5%。
[0017] 一种耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌在生产多糖中的应用。
[0018] 优选的是，W甲烧或者甲醇为底物在发酵温度为20~30°C条件下接种所述甲基 单胞菌并发酵之后获得发酵产物用于提取多糖。
[0019] 优选的是，所述发酵温度为25°C。
[0020] 优选的是，所述甲基单胞菌的W甲醇为底物时，甲醇占发酵培养基的质量百分比 浓度《3. 5%。
[0021] 优选的是，所述多糖为杂多糖，所述杂多糖主要包括氨基葡萄糖，葡萄糖和甘露 糖。
[0022] 本发明所公开的甲基单胞菌的菌落的形态特征为：
[0023] 在醒S培养基上形成圆形光滑的菌落，中央隆起，边缘整齐，菌落呈现鲜艳的橘红 色，菌落粘稠，格兰氏染色镜检阴性。
[0024] 本发明的有益效果是：
[0025] 本发明所公开的甲基单胞菌具有W下优点：
[0026] ①较易培养；W甲烧为碳源，在醒S培养基中培养生长良好，培养基配方简单，不 需要添加有机氮源；
[0027] ②能W甲烧为碳源快速生长：挑取平板单菌落，接种于醒S培养基，W甲烧为底 物，无机盐为氮源，培养4她，能达到108c化/mL;
[0028] ⑨能耐受较高浓度的甲醇；能在甲醇浓度达到35g/L的醒S培养基中良好生长，培 养3天0D600达到2. 5 ;
[0029] ④能W甲烧和甲醇为底物产生类胡萝h素和多糖：
[0030] W甲烧为底物，培养10天，发酵液因菌体产生的类胡萝h素和多糖而呈现鲜艳的 橘红色粘稠浓体；
[0031] W甲醇为底物，培养3天，发酵液因菌体产生的类胡萝h素和多糖而呈现鲜艳的 粉红色粘稠液体；
[0032] 综上所述，本发明通过筛选，获得一株能够利用甲烧快速生长，且能够耐受高浓度 甲醇的甲基单胞菌MethyLomonassp.ZR，而且，该菌能够利用一碳化合物如甲烧和甲醇来 生产高附加值的产品如类胡萝h素，多糖，在一碳化工的生物转化方面具有很高的应用前 景，可应用于大规模生产；本发明所述的甲基单胞菌在生产多糖和类胡萝h素的应用过程 简单，操作方便，能够利用甲烧或者甲醇快速生产，产生具有高附加值的类胡萝h素和多 糖，同时能够耐受较高浓度的甲醇，具有很高的工业应用价值。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌W甲烧为底物的生长曲线。
[0034] 图2为本发明所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌W不同浓度甲醇为底物的生长 比较图。
[0035] 图3为本发明实施例4所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌W甲烧为底物发酵生产 类胡萝h素，之后，对发酵产物中提取色素进行种类检测获得的全波长扫描吸收峰图。
[0036] 图4为本发明实施例5所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌W甲烧为底物发酵生产 类胡萝h素，之后，对发酵产物中提取色素进行种类检测获得的全波长扫描吸收峰图。
[0037] 图5为本发明实施例6所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌W甲烧为底物发酵生产 类胡萝h素，之后，对发酵产物中提取色素进行种类检测获得的全波长扫描吸收峰图。
[003引图6为本发明实施例7所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌W甲烧为底物发酵生产 多糖，之后，对发酵产物中提取多糖进行液相分析获得的水解液的HPLC图。
[0039] 图7为本发明实施例8所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌W甲烧为底物发酵生产 多糖，之后，对发酵产物中提取多糖进行液相分析获得的水解液的HPLC图。
[0040] 图8为本发明实施例9所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌W甲烧为底物发酵生产 多糖，之后，对发酵产物中提取多糖进行液相分析获得的水解液的HPLC图。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，W令本领域技术人员参照说明书文 字能够据W实施。
[0042] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0043] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0044] NMS培养基：溶剂为水，溶质为KN〇3lg/L，KH2PO4O. 717g/L，化2册〇4〇. 272g/L， M拆O4? 7&0Ig/L，Ca化2? 6&0 0. 2g/L，邸TA铁钢0. 005g/l，微量元素溶液1血，W甲烧为 碳源或者底物时，气相中甲烧含量为15-50%，空气为50-8