一株红球菌及其降解玉米赤霉烯酮的应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一株红球菌化odococcus sp.及其在降解真菌毒素玉米赤霉締酬中的 应用。
【背景技术】
[0002] 玉米赤霉締酬狂earalenone，ZEN)是一种具有二径基苯甲酸内醋结构的雌 激素类真菌毒素，其化学名称为6-(10-径基-6-氧代-反式-1-十-碳締）-0 -雷锁 酸-内醋，它广泛存在于霉变的玉米、高梁、小麦、燕麦、大麦等谷类作物中，主要由禾谷镶 刀菌（Fusariumgraminearum)、黄色镶刀菌（Fusariumculmorum)、克鲁克威尔镶刀菌 (J'usariumcrookwellense)产生。ZEN主要为生殖毒性，其进入人和动物体内后产生雌激 素效应综合症状，引起动物体雌激素过多和动情反应，包括不孕或不育，还能导致雄性动物 睾丸萎缩，精液质量低劣等症状。ZEN同时也具有血液毒性、肝毒性、免疫毒性和基因毒性。
[0003] 我国食品和饲料工业平均每年因霉变所致损失达总产量10%W上。从全国仓库和 饲料厂中抽样检测，发现玉米等农作物和饲料中ZEN的检出率高达100%，检出浓度超标严 重。ZEN比较容易在富含淀粉的禾谷类种子上产生，该类谷物在田间、收获过程、收获后储藏 期间W及饲料和食品成品储存、使用等诸多环节中，都有可能受到ZEN的污染。运些被毒素 污染的粮食不但对人畜的健康造成了威胁和危害，而且严重地制约了我国农产品的出口贸 易。
[0004] 因此，如何减少或者完全去除真菌毒素已成为国内外研究的热点。目前，ZEN脱 毒方法主要包括物理法、化学法和生物法。传统的物理和化学方法如福照、去皮、吸附、臭 氧处理等虽然能部分清除真菌毒素，但是运些方法具有破坏营养、去毒不彻底及成本高等 缺陷，实际应用具有一定的局限性。使用生物方法去毒条件溫和且具有高效性、特异性，可 W最大程度地保留粮谷中的营养成分，降解后的产物对环境无污染，因此，日益被科学界 所关注。早在上世纪80年代，E^^arkawy和Abul-Hajj发表了一系列关于真菌和放线 菌转化ZEN的重要文章。他们在文章中描述了化amnidiumelegans和Mucorbainieri 可将ZEN转化为一种无雌激素效应的产物ZEN-4-0-0 -glucoside巧;L-Siarkawy,S. ,Abu I-Hajj,Y. .Microbialtransformationofzearalenone.I.Formationofzearalenone 4-〇-b-glucoside[J].J.化t.Prod. 1987a, 50:520 - 521.)。 另夕F，由Sh^tomyces rimosus和CunninghamelI曰b曰inieri牵专化的产物 8 ' -hydroxy-ze曰r曰Ienone和 2, 4-dimetho:xyzearalenone都未表现出雌激素毒性巧;L-Siarkawy,S. ,Abul-Hajj,Y.. Microbialtransformationofzearalenone.2.Reduction,hydroxylation,and methylationproducts[J].J.Org.Qiem. 198化，53:515 - 519.)。另据报道，其它一些微 生物对玉米赤霉締酬也有转化、降解作用，例如，恶臭假单胞菌（Pseudomonasputida)、解 毒毛抱酵母（Trichosporonmycotoxinivorans)和一些根霉菌（Miizopusstolonifer， Rhizopusoryzae,Rhizopusmicrosporus)，藤黄微球菌(Micrococcusluteus)等 (AbdullaDAltalhi,BahigEl-Deeb.Localizationofzearalenonedetoxification gene(S)inPze曰-Ipl曰smidofPseudomon曰SPutid曰Ze曰-I曰ndexpressedinEscherichi曰 Coli[J].JournalofHazardousMaterials,2009, 161 (2/3): 1166-1172；Molnar 0,SchatzmayrG,FuchsE,etal.Trichosporonmycotoxinivoranssp.nov. ,anewyeast speciesusefulinbiologicaldetoxificationofvariousmycotoxins[J].Systematic andAppliedMicrobiology, 2004, 27巧）：661-671;VargaJ,PeteriZ,TaboriK,et al.DegradationofochratoxinAandothermycotoxinbyRhizopusisolates[J].Int. J.化odicrobial.，2005, 99:321-328 ;程波财，姜淑英，汪孟娟，等.藤黄微球菌降解真菌 毒素玉米赤霉締酬的研究[J].中国生态学杂志，2010, 22巧）：389-392.)。但是运些微生物 对ZEN降解速率不高，降解能力弱，并且在对代谢产物分析后，有一部分微生物是将ZEN转 化成ZEN的同分异构体和玉米赤霉締醇，运些产物的雌激素毒性或低于ZEN或更强于ZEN。 因此，发掘高效、安全、特异性降解玉米赤霉締酬的微生物菌株具有重要意义。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一株能高效降解玉米赤霉締酬的微生物菌株及 其应用。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0007] 本发明提供一株红球菌烟iodococcussp.)，是从河南林州上寨村赤霉病高发区 的玉米耕种层±壤中分离得到的，其培养物已于2013年1月22日保藏于中国微生物菌种 保藏管理委员会普通微生物中屯、（简称CGMCC，地址为：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，邮编100101)，其分类命名为红球菌化Odococcussp.，保藏 编号为CGMCCNo. 7186。与其它生物的情况一样，本发明具有降解玉米赤霉締酬的红球菌 化odococcussp.仍然易发生变异。因此，可W利用本领域已知的物理和化学诱变方法得到 该菌株的突变株。例如，可W通过用化学药剂如N-甲基-N' -硝基-N-亚硝基脈或者紫外 或C〇e。福照处理得到其突变株，运些突变株，只要保留了玉米赤霉締酬降解能力运样一个 特征，也属于本发明的一部分。
[0008] 本发明还提供一种ZEN生物脱毒剂，它的活性成分为红球菌化odoccocussp.(保 藏编号为CGMCCNo. 718的或其衍生的突变株，优选地，它的活性成分为红球菌化odoccocus sp.(保藏编号为CGMCCNo. 7186)或其衍生的突变株的细胞内容物。该生物脱毒剂可W是 液体剂型也可W是固体剂型，并通过现有技术中已公开的制备方法来制备。具体地，本发明 提供了上述生物脱毒剂的制备方法，该方法包括：
[0009] (1)将保藏编号为CGMCCNo. 7186的红球菌化odoccocussp.或其衍生的突变株 在固体培养基上活化；
[0010] 似将活化后的菌种接种于种子培养基中培养至对数生长期，制得种子液；
[0011] (3)将所述种子液接种于发酵培养基中培养至稳定期，制得发酵液。该发酵液可W 作为液体型生物脱毒剂使用。
[0012] 进一步地，为了达到更好的脱毒效果，本发明还可W将上述发酵液离屯、或板框过 滤，收集菌体细胞，然后高压或超声破壁后得到细胞内容物，制得W细胞内容物作为活性成 分的液体型生物脱毒剂。
[0013] 进一步地，本发明的方法还可W包括将上述液体型生物脱毒剂与吸附剂混合后干 燥，或者直接将液体型生物脱毒剂喷雾干燥后制得固体型生物脱毒剂。其中，所述液体型生 物脱毒剂与吸附剂的重量比为1:2 - 10,所述吸附剂可W是玉米忍粉、教皮、淀粉、娃藻±、 凹凸棒±、赔石、轻质碳酸巧或泥炭中的一种或几种。
[0014] 进一步地，在上述制备方法中，用来培养红球菌化odoccocusSP.培养物的培养基 是多种多样的，但是从生产的经济、细胞生物量、脱毒活性角度看，优选某些培养基。例如， 优选的碳源为葡萄糖，但也可W使用麦芽糖、甘油、果糖、半乳糖、甘露糖、a-乳糖、糖蜜等。 优选的氮源为酵母膏、酪蛋白腺，但也可W使用玉米浆、酵母浸出粉、牛肉膏等。可渗入培养 基中的营养无机盐有能够产生下列离子的常规可溶性盐：锋离子、钢离子、儀离子、巧离子、 铁离子、氯离子、碳酸根离子、硫酸根离子、硝酸根离子等。在本发明的一个实施方式中，所 述的种子培养基由下列组分按照质量体积比组成：膜蛋白腺1%，酵母提取物0. 5%，化Cl 1. 0%，pH7. 0-7. 2;所述的发酵培养基由下列组分按照质量体积比组成：酵母膏0. 8%，酪 蛋白腺 0. 4%，葡萄糖 1.0%，（畑4)25〇4 0. 1%，K2HP04 0 . 2%，M拆〇4 0. 02%，化Cl0. 01%， pH7. 0-7