CN109666605B - 一种人工菌群的纤维素生物转化方法 - Google Patents

一种人工菌群的纤维素生物转化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种人工菌群的纤维素生物转化方法。人工菌群由梭菌属(Clostridium)、尿素芽孢杆菌属(Ureibacillus)和假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)组成，菌落形成单位数目比为(3‑70)：(10‑50)：9。有机产物包括乙醇、乙酸、丙酮、丁酸和丁醇等，可作为生物燃料或化工原料。实验证明，本发明提供的人工菌群的转化速率、原料转化率、纤维素降解能力和有机产物总产量都显著提高，原料转化率最高达到0.473g/g底物。本发明提供的方法操作简便，成本低廉，具有推广和应用价值。

Description

一种人工菌群的纤维素生物转化方法
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种以人工菌群转化纤维素原料生产有机产物的方法，有机产物包括乙醇、乙酸、丙酮、丁酸和丁醇等，可作为生物燃料或化工原料等。
背景技术
纤维素是自然界存量和产量最高的多糖类物质，大多以农林废弃物形式存在。纤维素资源化是当前研究的热点，而将纤维素转化为生物燃料等有机小分子，是获得可再生燃料和化工原料的重要途径。生物转化技术具有条件温和、过程污染少和能耗低等优点，被认为是极有潜力的转化途径之一。在生物转化技术中，生物一步法实现纤维素原料转化为有机小分子是当前纤维素转化的研究热点，开发超级工程菌或者高效天然复杂菌群是主要的研究方向。然而随着研究的深入，无论是超级工程菌还是天然复杂菌群，都存在其固有的缺点。超级工程菌存在表达外源蛋白能力有限、遗传稳定性差、基因改造困难、底物范围狭窄、降解效率低、过程无菌要求严格、存在生物安全隐患、发酵易受产物抑制等问题；天然菌群存在发酵效率低、体系稳定性差、可控性低、转化效率低、存在生物安全隐患等诸多问题。
发明内容
本发明的目的是生产可作为生物燃料或化工原料的有机产物。
本发明首先保护一种复合菌群，其可包括梭菌属(Clostridium)、尿素芽孢杆菌属(Ureibacillus)和假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)。
上述任一所述复合菌群具体可由梭菌属(Clostridium)、尿素芽孢杆菌属(Ureibacillus)和假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)组成。
所述复合菌群中，梭菌属(Clostridium)、尿素芽孢杆菌属(Ureibacillus)和假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)的菌落形成单位数目比可为(3-70)：(10-50)：9。
所述复合菌群中，梭菌属(Clostridium)、尿素芽孢杆菌属(Ureibacillus)和假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)的菌落形成单位数目比具体可为62：29：9。
上述任一所述梭菌属(Clostridium)可为产气荚膜梭菌(Clostridiumstraminisolvens)、热纤梭菌(Clostridium thermocellum)、耐热梭状芽孢杆菌(Clostridium stercorarium)、高纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulosi)、嗜纤维梭状芽孢杆菌(Clostridiumcellulovorans)、化糖梭状芽胞杆菌(Clostridiumsaccharolyticum)、发酵纤维梭菌(Clostridium cellulofermentans)、噬纤维梭菌(Clostridium cellulovorans)和克莱弗雷梭菌(Clostridiumclariflavum)中的至少一种。
上述任一所述尿素芽孢杆菌属(Ureibacillus)可为热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)、嗜热尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermophilus)、水原尿素芽孢杆菌(Ureibacillus suwonensis)和堆肥尿素芽孢杆菌(Ureibacilluscomposti)中的至少一种。
上述任一所述假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)可为中国台湾假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas taiwanensis)、荣州假黄单胞菌(Pseudoxanthomonasyeongjuensis)、水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas suwonensis)和布鲁格伯恩假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas broegbernensis)中的至少一种。
上述任一所述复合菌群具体可为复合菌群甲、复合菌群乙、复合菌群丙或复合菌群丁。
所述复合菌群甲可包括产气荚膜梭菌(Clostridium straminisolvens)、热纤梭菌(Clostridiumthermocellum)、耐热梭状芽孢杆菌(Clostridiumstercorarium)、热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)和中国台湾假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas taiwanensis)。
所述复合菌群甲具体可由产气荚膜梭菌(Clostridium straminisolvens)、热纤梭菌(Clostridiumthermocellum)、耐热梭状芽孢杆菌(Clostridiumstercorarium)、热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)和中国台湾假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas taiwanensis)组成。
所述复合菌群甲中，产气荚膜梭菌(Clostridium straminisolvens)、热纤梭菌(Clostridium thermocellum)、耐热梭状芽孢杆菌(Clostridium stercorarium)、热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)和中国台湾假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas taiwanensis)的菌落形成单位数目比可为(3-37)：(8-22)：(5-30)：(22-42)：9。
所述复合菌群甲中，产气荚膜梭菌(Clostridium straminisolvens)、热纤梭菌(Clostridium thermocellum)、耐热梭状芽孢杆菌(Clostridium stercorarium)、热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)和中国台湾假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas taiwanensis)的菌落形成单位数目比具体可为4：16：42：29：9。
所述复合菌群乙可包括高纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulosi)、嗜纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulovorans)、嗜热尿素芽孢杆菌(Ureibacillusthermophilus)和荣州假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas yeongjuensis)。
所述复合菌群乙具体可由高纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulosi)、嗜纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulovorans)、嗜热尿素芽孢杆菌(Ureibacillusthermophilus)和荣州假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas yeongjuensis)组成。
所述复合菌群乙中，高纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulosi)、嗜纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulovorans)、嗜热尿素芽孢杆菌(Ureibacillusthermophilus)和荣州假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas yeongjuensis)的菌落形成单位数目比可为(1-35)：(1-50)：(22-42)：9。
所述复合菌群乙中，高纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulosi)、嗜纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulovorans)、嗜热尿素芽孢杆菌(Ureibacillusthermophilus)和荣州假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas yeongjuensis)的菌落形成单位数目比具体可为24：38：29：9。
所述复合菌群丙可包括化糖梭状芽胞杆菌(Clostridium saccharolyticum)、发酵纤维梭菌(Clostridium cellulofermentans)、水原尿素芽孢杆菌(Ureibacillussuwonensis)和水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas suwonensis)。
所述复合菌群丙具体可由化糖梭状芽胞杆菌(Clostridium saccharolyticum)、发酵纤维梭菌(Clostridiumcellulofermentans)、水原尿素芽孢杆菌(Ureibacillussuwonensis)和水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas suwonensis)组成。
所述复合菌群丙中，化糖梭状芽胞杆菌(Clostridium saccharolyticum)、发酵纤维梭菌(Clostridium cellulofermentans)、水原尿素芽孢杆菌(Ureibacillussuwonensis)和水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas suwonensis)的菌落形成单位数目比可为(1-35)：(1-40)：(22-42)：9。
所述复合菌群丙中，化糖梭状芽胞杆菌(Clostridium saccharolyticum)、发酵纤维梭菌(Clostridium cellulofermentans)、水原尿素芽孢杆菌(Ureibacillussuwonensis)和水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas suwonensis)的菌落形成单位数目比具体可为28：34：29：9。
所述复合菌群丁可包括噬纤维梭菌(Clostridium cellulovorans)、克莱弗雷梭菌(Clostridiumclariflavum)、堆肥尿素芽孢杆菌(Ureibacillus composti)和布鲁格伯恩假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas broegbernensis)。
所述复合菌群丁具体可由噬纤维梭菌(Clostridium cellulovorans)、克莱弗雷梭菌(Clostridiumclariflavum)、堆肥尿素芽孢杆菌(Ureibacillus composti)和布鲁格伯恩假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas broegbernensis)组成。
所述复合菌群丁中，噬纤维梭菌(Clostridium cellulovorans)、克莱弗雷梭菌(Clostridiumclariflavum)、堆肥尿素芽孢杆菌(Ureibacillus composti)和布鲁格伯恩假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas broegbernensis)的菌落形成单位数目比可为(1-30)：(1-50)：(22-42)：9。
所述复合菌群丁中，噬纤维梭菌(Clostridium cellulovorans)、克莱弗雷梭菌(Clostridiumclariflavum)、堆肥尿素芽孢杆菌(Ureibacillus composti)和布鲁格伯恩假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas broegbernensis)的菌落形成单位数目比具体可为24：38：29：9。
上述任一所述产气荚膜梭菌(Clostridiumstraminisolvens)具体可为产气荚膜梭菌(Clostridium straminisolvens)DSM16021。
上述任一所述热纤梭菌(Clostridium thermocellum)具体可为热纤梭菌(Clostridium thermocellum)DSM 1237。
上述任一所述耐热梭状芽孢杆菌(Clostridium stercorarium)具体可为耐热梭状芽孢杆菌(Clostridium stercorarium)DSM 9219。
上述任一所述热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)具体可为热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus)CGMCC 1.7266。
上述任一所述中国台湾假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas taiwanensis)具体可为中国台湾假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas taiwanensis)CGMCC 1.10867。
上述任一所述高纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulosi)具体可为高纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulosi)DSM29189。
上述任一所述嗜纤维梭状芽孢杆菌(Clostridiumcellulovorans)具体可为嗜纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulovorans)DSM3052。
上述任一所述嗜热尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermophilus)具体可为嗜热尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermophilus)DSM17952。
上述任一所述荣州假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas yeongjuensis)具体可为荣州假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas yeongjuensis)DSM18204。
上述任一所述化糖梭状芽胞杆菌(Clostridiumsaccharolyticum)具体可为化糖梭状芽胞杆菌(Clostridium saccharolyticum)DSM2544。
上述任一所述发酵纤维梭菌(Clostridiumcellulofermentans)具体可为发酵纤维梭菌(Clostridium cellulofermentans)AS 1.1775。
上述任一所述水原尿素芽孢杆菌(Ureibacillus suwonensis)具体可为水原尿素芽孢杆菌(Ureibacillus suwonensis)DSM16752。
上述任一所述水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas suwonensis)具体可为水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas suwonensis)DSM17175。
上述任一所述噬纤维梭菌(Clostridium cellulovorans)具体可为噬纤维梭菌(Clostridium cellulovorans)DSM3052。
上述任一所述克莱弗雷梭菌(Clostridiumclariflavum)具体可为克莱弗雷梭菌(Clostridium clariflavum)DSM19732。
上述任一所述堆肥尿素芽孢杆菌(Ureibacillus composti)具体可为堆肥尿素芽孢杆菌(Ureibacillus composti)DSM17951。
上述任一所述布鲁格伯恩假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas broegbernensis)具体可为布鲁格伯恩假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas broegbernensis)DSM 12573。
上文中，名称中含有“DSM”的菌株均保藏于德国微生物菌种保藏中心(网址为：https://www.dsmz.de)，公众可从德国微生物菌种保藏管理中心获得。名称中含有“CGMCC”的菌株均保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，邮编100101)，公众可从中国普通微生物菌种保藏管理中心获得。名称中含有“AS”的菌株为NTCC(网址为：http://www.biovector.net)的产品。
上文中，所述复合菌群可为各个菌株分别经发酵培养后，或直接使用或浓缩使用或经载体吸附而制成的活菌制品。
本发明还保护制备上述任一所述复合菌群的方法，可包括将上述任一所述梭菌属(Clostridium)、所述尿素芽孢杆菌属(Ureibacillus)和所述假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)按照所述比例混合，得到所述复合菌群。
本发明还保护上述任一所述复合菌群的应用，可为(X1)-(X4)中的至少一种：
(X1)生产有机产物；
(X2)制备用于生产有机产物的产品；
(X3)降解纤维素或含有纤维素的物质；
(X4)制备用于降解纤维素或含有纤维素的物质的产品。
上述应用中，所述“生产有机产物”的原料可为纤维素或含有纤维素的物质。
上述任一所述含有纤维素的物质可为农作物秸秆。在本发明的一个实施例中，所述农作物秸秆具体可为小麦秸秆。
上述应用中，所述有机产物可作为生物燃料或化工原料。
本发明还保护(Y1)或(Y2)。
(Y1)生产有机产物的方法，可包括如下步骤：向含有纤维素的体系中加入上述任一所述复合菌群，发酵培养；
(Y2)降解纤维素的方法，包括如下步骤：向含有纤维素的体系中加入上述任一所述复合菌群，发酵培养。
上述方法中，所述“含有纤维素的体系”可为含有农作物秸秆(可经过预处理)的体系。所述农作物秸秆具体可为小麦秸秆。所述含有农作物秸秆的体系具体可为：将10g农作物秸秆、1.5gKH2P04、2.9g K2HP04、2.1g尿素、1.0g MgCl2·6H2O、150mg CaCl2·2H2O、1.0gL-半胱氨酸、1.25mg FeSO4、2.0mg刃天青、10.0g吗啉代丙烷磺酸、2.0mg盐酸吡哆胺、0.2mg生物素、0.4mg对氨基苯甲酸、0.2mg维生素B2和3.0g柠檬酸钠充分溶解于900mL超纯水，然后用浓度为5M的氢氧化钠水溶液调整pH值至7.4，最后用超纯水定容至1L；121℃高压灭菌15min。所述预处理方法可为实施例4中步骤1的方法。
上述方法中，所述“向含有纤维素的体系中加入上述任一所述复合菌群”得到的发酵体系中，菌的总含量可为1×106-1×108cfu/mL(如1×106-1×107cfu/mL、1×107-1×108cfu/mL、1×106cfu/mL、1×107cfu/mL或1×108cfu/mL)。
上述方法中，所述“发酵培养”具体可为50-60℃(如50-55℃、55-60℃、50℃、55℃或60℃)培养2-8d(2-5d、5-7d、7-8d、2d、3d、5d、7d或8d)。
上述方法中，所述有机产物可作为生物燃料或化工原料。
上述任一所述有机产物可为乙醇、乙酸、丙酮、丁酸和丁醇中的至少一种。
向含有小麦秸秆(作为原料)的体系中加入本发明提供的复合菌群、天然菌群HP或天然菌群SW，发酵培养，得到发酵液；检测发酵液中有机产物总产量。结果表明，与天然菌群HP或天然菌群SW相比，复合菌群的转化速率、原料转化率、纤维素降解能力和有机产物总产量都显著提高；其中复合菌群甲具有更高的纤维素降解能力，在发酵第3天即可达到有机产物总产量的最高点，原料转化率达到0.473g/g底物。由此可见，本发明提供的复合菌群可以生产作为生物燃料或化工原料的有机产物，解决纤维素的低成本综合利用问题。本发明提供的方法操作简便，成本低廉，具有推广和应用价值。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。
以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
下述实施例中的天然菌群HP和天然菌群SW均记载于如下文献中：Ran Du，JianbinYan，Shizhong Li，Lei Zhang，Sandra Zhang，Jihong Li，Gang Zhao，PanluQi.Cellulosic ethanol production by natural bacterial consortia isenhanced by Pseudoxanthomonastaiwanensis.Biotechnology for Biofuels，2015，8:10.
下述实施例中检测纤维素含量的方法记载于如下文献中：杜然.固态发酵甜高粱产乙醇与复合菌群一步产纤维素乙醇研究[D].北京：清华大学博士论文，2015.
下述实施例中检测有机产物总产量的方法记载于如下文献中：N Qureshi，HPBlaschekRecent advances in ABE fermentation:hyper-butanol producingClostridium beijerinckii BA101.Journal of Industrial Microbiology andBiotechnology，2001，27(5):287-291.有机产物包括乙醇、乙酸、丙酮、丁酸和丁醇等。
下述实施例中涉及的公式如下：
纤维素降解率＝10(g/L)-液相中的纤维素含量(g/L)/10(g/L)×100％。
有机产物总产量的生产速率＝有机产物的产量(g/L)/发酵时间(d)。
限制性培养基1：将10gα-纤维素、1.5gKH2P04、2.9g K2HP04、2.1g尿素、1.0gMgCl2·6H2O、150mg CaCl2·2H2O、1.0g L-半胱氨酸、1.25mg FeSO4、2.0mg刃天青、10.0g吗啉代丙烷磺酸、2.0mg盐酸吡哆胺、0.2mg生物素、0.4mg对氨基苯甲酸、0.2mg维生素B2和3.0g柠檬酸钠充分溶解于900mL超纯水，然后用浓度为5M的氢氧化钠水溶液调整pH值至7.4，最后用超纯水定容至1L；121℃高压灭菌15min。限制性培养基1中，α-纤维素为唯一碳源。
实施例1、复合菌群的制备
天然菌群在自然界的长期选择中，形成了和谐的共生关系，并通过代谢通路的互补，建立了更为高效的纤维素转化的协同代谢体系。通过对这些共生关系和协同代谢机理的研究和理解，能够更容易建立菌群结构稳定、发酵性能更为优秀的简化菌群体系。本发明的发明人经过大量实验，基于对文献报道的将纤维素转化为生物燃料的天然菌群中菌株间高效协同转化纤维素机制以及菌株共生分子机制的研究，筛选菌株进行人工重组，获得了能够高效转化纤维素、结构稳定的复合菌群。
本发明制备的复合菌群均由梭菌属(Clostridium)、尿素芽孢杆菌属(Ureibacillus)、假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)三个属组成，菌落形成单位数目比为(3-70)：(10-50)：9。具体的，制备了复合菌群甲、复合菌群乙、复合菌群丙和复合菌群丁，各个复合菌群的组成见表1。
表1.复合菌群的组成
Figure GDA0003570882060000071
Figure GDA0003570882060000081
注：“-”表示不存在。
一、复合菌群甲的制备
产气荚膜梭菌(Clostridiumstraminisolvens)DSM16021、热纤梭菌(Clostridiumthermocellum)DSM 1237和耐热梭状芽孢杆菌(Clostridiumstercorarium)DSM 9219均为德国微生物菌种保藏中心的产品(德国微生物菌种保藏中心，采购网址为：https://www.dsmz.de)，公众可从德国微生物菌种保藏管理中心获得。在下文中，产气荚膜梭菌(Clostridiumstraminisolvens)DSM16021简称为产气荚膜梭菌，热纤梭菌(Clostridiumthermocellum)DSM 1237简称为热纤梭菌，耐热梭状芽孢杆菌(Clostridiumstercorarium)DSM 9219简称为耐热梭状芽孢杆菌。
热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillusthermosphaericus)CGMCC 1.7266和中国台湾假黄单胞菌(Pseudoxanthomonastaiwanensis)CGMCC 1.10867均保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心(简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，邮编100101)，公众可从中国普通微生物菌种保藏管理中心获得。在下文中，热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillusthermosphaericus)CGMCC 1.7266简称为热球状尿素芽孢杆菌，中国台湾假黄单胞菌(Pseudoxanthomonastaiwanensis)CGMCC 1.10867简称为中国台湾假黄单胞菌。
1、将产气荚膜梭菌、热纤梭菌、耐热梭状芽孢杆菌、热球状尿素芽孢杆菌和中国台湾假黄单胞菌分别在各个的培养基中培养，然后离心、收集相应的菌体。
2、将步骤1收集的各个菌体混合，得到复合菌群甲。复合菌群甲中，产气荚膜梭菌、热纤梭菌、耐热梭状芽孢杆菌、热球状尿素芽孢杆菌和中国台湾假黄单胞菌的菌落形成单位(cfu)数目比为4：16：42：29：9。
二、复合菌群乙的制备
高纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulosi)DSM29189、嗜纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulovorans)DSM3052、嗜热尿素芽孢杆菌(Ureibacillusthermophilus)DSM17952和荣州假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas yeongjuensis)DSM18204均为德国微生物菌种保藏中心的产品(德国微生物菌种保藏中心，采购网址为：https://www.dsmz.de)，公众可从德国微生物菌种保藏管理中心获得。在下文中，高纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulosi)DSM29189简称为高纤维梭状芽孢杆菌，嗜纤维梭状芽孢杆菌(Clostridium cellulovorans)DSM3052简称为嗜纤维梭状芽孢杆菌，嗜热尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermophilus)DSM17952简称为嗜热尿素芽孢杆菌，荣州假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas yeongjuensis)DSM18204简称为荣州假黄单胞菌。
1、将高纤维梭状芽孢杆菌、嗜纤维梭状芽孢杆菌、嗜热尿素芽孢杆菌和荣州假黄单胞菌分别在各个的培养基中培养，然后离心、收集相应的菌体。
2、将步骤1收集的各个菌体混合，得到复合菌群乙。复合菌群乙中，高纤维梭状芽孢杆菌、嗜纤维梭状芽孢杆菌、嗜热尿素芽孢杆菌和荣州假黄单胞菌的菌落形成单位(cfu)数目比为24：38：29：9。
三、复合菌群丙的制备
化糖梭状芽胞杆菌(Clostridium saccharolyticum)DSM2544、水原尿素芽孢杆菌(Ureibacillus suwonensis)DSM16752和水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonassuwonensis)DSM17175均为德国微生物菌种保藏中心的产品(德国微生物菌种保藏中心，采购网址为：https://www.dsmz.de)，公众可从德国微生物菌种保藏管理中心获得。在下文中，化糖梭状芽胞杆菌(Clostridium saccharolyticum)DSM2544简称为化糖梭状芽胞杆菌，水原尿素芽孢杆菌(Ureibacillus suwonensis)DSM16752简称为水原尿素芽孢杆菌，水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas suwonensis)DSM17175简称为水原假黄单胞菌。
发酵纤维梭菌(Clostridium cellulofermentans)AS 1.1775为NTCC(网址为：http://www.biovector.net)的产品。在下文中，发酵纤维梭菌(Clostridiumcellulofermentans)AS 1.1775简称为发酵纤维梭菌。
1、将化糖梭状芽胞杆菌、发酵纤维梭菌、水原尿素芽孢杆菌和水原假黄单胞菌分别在各个的培养基中培养，然后离心、收集相应的菌体。
2、将步骤1收集的各个菌体混合，得到复合菌群丙。复合菌群丙中，化糖梭状芽胞杆菌、发酵纤维梭菌、水原尿素芽孢杆菌和水原假黄单胞菌的菌落形成单位(cfu)数目比为28：34：29：9。
四、复合菌群丁的制备
噬纤维梭菌(Clostridium cellulovorans)DSM3052、克莱弗雷梭菌(Clostridiumclariflavum)DSM19732、堆肥尿素芽孢杆菌(Ureibacillus composti)DSM17951和布鲁格伯恩假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas broegbernensis)DSM 12573均为德国微生物菌种保藏中心的产品(德国微生物菌种保藏中心，采购网址为：https://www.dsmz.de)，公众可从德国微生物菌种保藏管理中心获得。在下文中，噬纤维梭菌(Clostridium cellulovorans)DSM3052简称为噬纤维梭菌，克莱弗雷梭菌(Clostridiumclariflavum)DSM19732简称为克莱弗雷梭菌，堆肥尿素芽孢杆菌(Ureibacilluscomposti)DSM17951简称为堆肥尿素芽孢杆菌，布鲁格伯恩假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas broegbernensis)DSM 12573简称为布鲁格伯恩假黄单胞菌。
1、将噬纤维梭菌、克莱弗雷梭菌、堆肥尿素芽孢杆菌和布鲁格伯恩假黄单胞菌分别在各个的培养基中培养，然后离心、收集相应的菌体。
2、将步骤1收集的各个菌体混合，得到复合菌群丁。复合菌群丁中，噬纤维梭菌、克莱弗雷梭菌、堆肥尿素芽孢杆菌、布鲁格伯恩假黄单胞菌的菌落形成单位(cfu)数目比为24：38：29：9。
实施例2、复合菌群的稳定性检测
一、复合菌群甲的稳定性检测
1、将实施例1制备的复合菌群甲接种至90mL限制性培养基1中，得到混合液；混合液中，产气荚膜梭菌的含量为4×105cfu/mL，热纤梭菌的含量为16×105cfu/mL，耐热梭状芽孢杆菌的含量为42×105cfu/mL，热球状尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，中国台湾假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。
2、取步骤1得到的混合液，55℃培养5d，得到一代发酵液。将10mL一代发酵液接种至90mL限制性培养基1，55℃培养5d，得到二代发酵液。将10mL二代发酵液接种至90mL限制性培养基1，55℃培养5d，得到三代发酵液。将10mL三代发酵液接种至90mL限制性培养基1，55℃培养5d，得到四代发酵液。将10mL四代发酵液接种至90mL限制性培养基1，55℃培养5d，得到五代发酵液。将10mL五代发酵液接种至90mL限制性培养基1，55℃培养5d，得到六代发酵液。将10mL六代发酵液接种至90mL限制性培养基1，55℃培养5d，得到七代发酵液。将10mL七代发酵液接种至90mL限制性培养基1，55℃培养5d，得到八代发酵液。将10mL八代发酵液接种至90mL限制性培养基1，55℃培养5d，得到九代发酵液。将10mL九代发酵液接种至90mL限制性培养基1，55℃培养5d，得到十代发酵液。
3、检测步骤2得到的10个液相(即10个发酵液)中有机产物总产量和纤维素含量。通过纤维素含量进一步计算纤维素降解率。
实验结果见表2。结果表明，复合菌群甲在连续传代过程中能够稳定降解纤维素和生产有机产物。
表2.纤维素降解率和有机产物总产量检测结果
Figure GDA0003570882060000101
Figure GDA0003570882060000111
4、进行步骤2时，每代的发酵过程中有机产物总产量最高点时采集发酵产物作为样本。提取样本的总DNA，获得16S rRNA；然后采用Illumina测序仪PE250策略测序，获得菌群的组成和菌株丰度。
部分检测结果见表3。结果表明，在连续10代的传代过程中，复合菌群甲的组成和菌株丰度基本一致，在连续传代过程中也能够保持复合菌群甲性能和结构的稳定性。
表3.菌群组成和菌株丰度
菌株 第一代(％) 第十代(％)
产气荚膜梭菌 3.94 4.46
热球状尿素芽孢杆菌 29.35 30.77
热纤梭菌 16.39 15.38
耐热梭状芽孢杆菌 41.51 42.31
中国台湾假黄单胞菌 8.81 7.08
二、复合菌群乙的稳定性检测
1、将实施例1制备的复合菌群乙接种至90mL限制性培养基1中，得到混合液；混合液中，高纤维梭状芽孢杆菌的含量为24×105cfu/mL，嗜纤维梭状芽孢杆菌的含量为38×105cfu/mL，嗜热尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，荣州假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。
2、同步骤一中2。
3、同步骤一中3。
部分实验结果见表4中第2行和第3行。结果表明，复合菌群乙在连续传代过程中能够稳定降解纤维素和生产有机产物。
表4.纤维素降解率和有机产物总产量检测结果
发酵液 纤维素降解率(％) 有机产物总产量(g/L)
复合菌群乙一代发酵液 92.4±0.49 3.93±0.59
复合菌群乙十代发酵液 91.9±0.55 4.13±0.82
复合菌群丙一代发酵液 92.9±1.07 4.32±0.79
复合菌群丙十代发酵液 92.5±0.91 4.51±1.02
复合菌群丁一代发酵液 94.5±0.82 3.11±0.64
复合菌群丁十代发酵液 94.9±1.42 3.13±0.29
4、同步骤一中4。
结果表明，在连续10代的传代过程中，复合菌群乙的组成和菌株丰度基本一致，在连续传代过程中也能够保持复合菌群乙性能和结构的稳定性。
三、复合菌群丙的稳定性检测
1、将实施例1制备的复合菌群丙接种至90mL限制性培养基1中，得到混合液；混合液中，化糖梭状芽胞杆菌的含量为28×105cfu/mL，发酵纤维梭菌的含量为34×105cfu/mL，水原尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，水原假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。
2、同步骤一中2。
3、同步骤一中3。
部分实验结果见表4中第4行和第5行。结果表明，复合菌群丙在连续传代过程中能够稳定降解纤维素和生产有机产物。
4、同步骤一中4。
结果表明，在连续10代的传代过程中，复合菌群丙的组成和菌株丰度基本一致，在连续传代过程中也能够保持复合菌群丙性能和结构的稳定性。
四、复合菌群丁的稳定性检测
1、将实施例1制备的复合菌群丁接种至90mL限制性培养基1中，得到混合液；混合液中，噬纤维梭菌的含量为24×105cfu/mL，克莱弗雷梭菌的含量为38×105cfu/mL，堆肥尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，布鲁格伯恩假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。
2、同步骤一中2。
3、同步骤一中3。
部分实验结果见表4中第6行和第7行。结果表明，复合菌群丁在连续传代过程中能够稳定降解纤维素和生产有机产物。
4、同步骤一中4。
结果表明，在连续10代的传代过程中，复合菌群丁的组成和菌株丰度基本一致，在连续传代过程中也能够保持复合菌群丙性能和结构的稳定性。
由此可见，实施例1制备的复合菌群甲、复合菌群乙、复合菌群丙和复合菌群丁均具备长期传代应用的基础。
实施例3、复合菌群发酵生产有机产物总产量的测定
1、将实施例1制备的复合菌群甲接种至90mL限制性培养基1，得到混合液；混合液中，菌的总含量为1×107cfu/mL，其中产气荚膜梭菌的含量为4×105cfu/mL，热纤梭菌的含量为16×105cfu/mL，耐热梭状芽孢杆菌的含量为42×105cfu/mL，热球状尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，中国台湾假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。将该混合液55℃培养3d或5d，得到发酵液。
2、将热纤梭菌接种至90mL限制性培养基1，得到混合液；混合液中，热纤梭菌的含量为1×107cfu/mL。将该混合液55℃培养3d或5d，得到发酵液。
3、将产气荚膜梭菌接种至90mL限制性培养基1，得到混合液；混合液中，产气荚膜梭菌的含量为1×107cfu/mL。将该混合液55℃培养3d或5d，得到发酵液。
4、将10mL天然菌群HP接种至90mL限制性培养基1，得到混合液。将该混合液55℃培养3d或5d，得到发酵液。
5、将10mL天然菌群SW接种至90mL限制性培养基1，得到混合液。将该混合液55℃培养3d或5d，得到发酵液。
6、将实施例1制备的复合菌群乙接种至90mL限制性培养基1，得到混合液；混合液中，菌的总含量为1×107cfu/mL，其中高纤维梭状芽孢杆菌的含量为24×105cfu/mL，嗜纤维梭状芽孢杆菌的含量为38×105cfu/mL，嗜热尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，荣州假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。将该混合液55℃培养3d或5d，得到发酵液。
7、将实施例1制备的复合菌群丙接种至90mL限制性培养基1，得到混合液；混合液中，菌的总含量为1×107cfu/mL，其中化糖梭状芽胞杆菌的含量为28×105cfu/mL，发酵纤维梭菌的含量为34×105cfu/mL，水原尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，水原假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。将该混合液55℃培养3d或5d，得到发酵液。
8、将实施例1制备的复合菌群丁接种至90mL限制性培养基1，得到混合液；混合液中，菌的总含量为1×107cfu/mL，其中噬纤维梭菌的含量为24×105cfu/mL，克莱弗雷梭菌的含量为38×105cfu/mL，堆肥尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，布鲁格伯恩假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。将该混合液55℃培养3d或5d，得到发酵液。
9、检测步骤1至8中各个发酵液中的有机产物总产量。检测结果见表5。结果表明，与天然菌群HP、天然菌群SW、热纤梭菌和产气荚膜梭菌相比，实施例1制备的复合菌群发酵生产有机产物总产量均显著提高；其中实施例1制备的复合菌群甲发酵生产有机产物总产量最高，达到5.31±0.33g/L，且在发酵第3天即可达到。
表5.不同菌群或单个菌株发酵α-纤维素生产的有机产物总产量
Figure GDA0003570882060000131
实施例4、复合菌群在降解小麦秸秆中的应用
1、小麦秸秆预处理
采用碱蒸馏的方法对小麦秸秆进行预处理。具体步骤如下：
(1)取粉碎的小麦秸秆1kg，加入浓度为1％(m/v)的NaOH水溶液(含5g NaOH)，混匀。
(2)完成步骤(1)后，将所述小麦秸秆置于蒸馏釜内，通入120℃饱和蒸汽处理30min。
(3)完成步骤(2)后，向所述小麦秸秆中加入盐酸调节pH值至6-8之间，然后水洗至无黑液流出，烘干，得到预处理的小麦秸秆。
2、不同菌群或单个菌株发酵预处理的小麦秸秆生产的有机产物总产量的测定限制性培养基2：将10g预处理的小麦秸秆、1.5gKH2P04、2.9g K2HP04、2.1g尿素、1.0g MgCl2·6H2O、150mg CaCl2·2H2O、1.0g L-半胱氨酸、1.25mg FeSO4、2.0mg刃天青、10.0g吗啉代丙烷磺酸、2.0mg盐酸吡哆胺、0.2mg生物素、0.4mg对氨基苯甲酸、0.2mg维生素B2和3.0g柠檬酸钠充分溶解于900mL超纯水，然后用浓度为5M的氢氧化钠水溶液调整pH值至7.4，最后用超纯水定容至1L；121℃高压灭菌15min。限制性培养基2中，预处理的小麦秸秆为唯一碳源。
(1)将实施例1制备的复合菌群甲接种至90mL限制性培养基2，得到混合液；混合液中，菌的总含量为1×107cfu/mL，其中产气荚膜梭菌的含量为4×105cfu/mL，热纤梭菌的含量为16×105cfu/mL，耐热梭状芽孢杆菌的含量为42×105cfu/mL，热球状尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，中国台湾假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。将该混合液55℃培养3d、5d或7d，得到发酵液。
(2)将热纤梭菌接种至90mL限制性培养基2，得到混合液；混合液中，热纤梭菌的含量为1×107cfu/mL。将该混合液55℃培养3d、5d或7d，得到发酵液。
(3)将产气荚膜梭菌接种至90mL限制性培养基2，得到混合液；混合液中，产气荚膜梭菌的含量为1×107cfu/mL。将该混合液55℃培养3d、5d或7d，得到发酵液。
(4)将10mL天然菌群HP接种至90mL限制性培养基2，得到混合液；混合液中，菌的总含量为1×107cfu/mL。将该混合液55℃培养3d、5d或7d，得到发酵液。
(5)将10mL天然菌群SW接种至90mL限制性培养基2，得到混合液；混合液中，菌的总含量为1×107cfu/mL。将该混合液55℃培养3d、5d或7d，得到发酵液。
(6)将实施例1制备的复合菌群乙接种至90mL限制性培养基2，得到混合液；混合液中，菌的总含量为1×107cfu/mL，其中高纤维梭状芽孢杆菌的含量为24×105cfu/mL，嗜纤维梭状芽孢杆菌的含量为38×105cfu/mL，嗜热尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，荣州假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。将该混合液55℃培养3d、5d或7d，得到发酵液。
(7)将实施例1制备的复合菌群丙接种至90mL限制性培养基2，得到混合液；混合液中，菌的总含量为1×107cfu/mL，其中化糖梭状芽胞杆菌的含量为28×105cfu/mL，发酵纤维梭菌的含量为34×105cfu/mL，水原尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，水原假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。将该混合液55℃培养3d、5d或7d，得到发酵液。
(8)将实施例1制备的复合菌群丁接种至90mL限制性培养基2，得到混合液；混合液中，菌的总含量为1×107cfu/mL，其中噬纤维梭菌的含量为24×105cfu/mL，克莱弗雷梭菌的含量为38×105cfu/mL，堆肥尿素芽孢杆菌的含量为29×105cfu/mL，布鲁格伯恩假黄单胞菌的含量为9×105cfu/mL。将该混合液55℃培养3d、5d或7d，得到发酵液。
(9)检测步骤(1)至(8)中各个发酵液中有机产物总产量。检测结果见表6。结果表明，与天然菌群HP、天然菌群SW、热纤梭菌和产气荚膜梭菌相比，实施例1制备的复合菌群的转化速率、原料转化率、纤维素降解能力和有机产物总产量都显著提高；其中复合菌群甲具有更高的纤维素降解能力，在发酵第3天即可达到有机产物总产量的最高点，原料转化率达到0.473g/g底物。
原料转化率＝有机产物总产量/碳源总量。
转化速率＝有机产物总产量/发酵时间。
表6.不同菌群或单个菌株发酵预处理的小麦秸秆生产的有机产物总产量
Figure GDA0003570882060000151

Claims (5)

1.一种复合菌群，为复合菌群甲、复合菌群乙、复合菌群丙或复合菌群丁；
所述复合菌群甲由产气荚膜梭菌（Clostridium straminisolvens）、热纤梭菌（Clostridium thermocellum）、耐热梭状芽孢杆菌（Clostridium stercorarium）、热球状尿素芽孢杆菌（Ureibacillus thermosphaericus）和中国台湾假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas taiwanensis）组成；
所述复合菌群乙由高纤维梭状芽孢杆菌（Clostridium cellulosi）、嗜纤维梭状芽孢杆菌（Clostridium cellulovorans）、嗜热尿素芽孢杆菌（Ureibacillus thermophilus）和荣州假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas yeongjuensis）组成；
所述复合菌群丙由化糖梭状芽胞杆菌（Clostridium saccharolyticum）、发酵纤维梭菌（Clostridium cellulofermentans）、水原尿素芽孢杆菌（Ureibacillus suwonensis）和水原假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas suwonensis）组成；
所述复合菌群丁由噬纤维梭菌（Clostridium cellulovorans）、克莱弗雷梭菌（Clostridium clariflavum）、堆肥尿素芽孢杆菌（Ureibacillus composti）和布鲁格伯恩假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas broegbernensis）组成；
所述产气荚膜梭菌（Clostridium straminisolvens）为产气荚膜梭菌（Clostridium straminisolvens）DSM16021；
所述热纤梭菌（Clostridium thermocellum）为热纤梭菌（Clostridium thermocellum）DSM 1237；
所述耐热梭状芽孢杆菌（Clostridium stercorarium）为耐热梭状芽孢杆菌（Clostridium stercorarium）DSM 9219；
所述热球状尿素芽孢杆菌（Ureibacillus thermosphaericus）为热球状尿素芽孢杆菌（Ureibacillus thermosphaericus）CGMCC 1.7266；
所述中国台湾假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas taiwanensis）为中国台湾假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas taiwanensis）CGMCC 1.10867；
所述高纤维梭状芽孢杆菌（Clostridium cellulosi）为高纤维梭状芽孢杆菌（Clostridium cellulosi）DSM29189；
所述嗜纤维梭状芽孢杆菌（Clostridium cellulovorans）为嗜纤维梭状芽孢杆菌（Clostridium cellulovorans）DSM3052；
所述嗜热尿素芽孢杆菌（Ureibacillus thermophilus）为嗜热尿素芽孢杆菌（Ureibacillus thermophilus）DSM17952；
所述荣州假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas yeongjuensis）为荣州假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas yeongjuensis）DSM18204；
所述化糖梭状芽胞杆菌（Clostridium saccharolyticum）为化糖梭状芽胞杆菌（Clostridium saccharolyticum）DSM2544；
所述发酵纤维梭菌（Clostridium cellulofermentans）为发酵纤维梭菌（Clostridium cellulofermentans）AS 1.1775；
所述水原尿素芽孢杆菌（Ureibacillus suwonensis）为水原尿素芽孢杆菌（Ureibacillus suwonensis）DSM16752；
所述水原假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas suwonensis）为水原假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas suwonensis）DSM17175；
所述噬纤维梭菌（Clostridium cellulovorans）为噬纤维梭菌（Clostridium cellulovorans）DSM3052；
所述克莱弗雷梭菌（Clostridium clariflavum）为克莱弗雷梭菌（Clostridium clariflavum）DSM19732；
所述堆肥尿素芽孢杆菌（Ureibacillus composti）为堆肥尿素芽孢杆菌（Ureibacillus composti）DSM17951；
所述布鲁格伯恩假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas broegbernensis）为布鲁格伯恩假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas broegbernensis）DSM 12573。
2.权利要求1所述复合菌群的应用，为（X1）-（X4）中的至少一种：
（X1）生产有机产物；
（X2）制备用于生产有机产物的产品；
（X3）降解纤维素或含有纤维素的物质；
（X4）制备用于降解纤维素或含有纤维素的物质的产品。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于：所述有机产物为乙醇、乙酸、丙酮、丁酸和丁醇中的至少一种。
4.（Y1）或（Y2）：
（Y1）生产有机产物的方法，包括如下步骤：向含有纤维素的体系中加入权利要求1所述复合菌群，发酵培养；
（Y2）降解纤维素的方法，包括如下步骤：向含有纤维素的体系中加入权利要求1所述复合菌群，发酵培养。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述有机产物为乙醇、乙酸、丙酮、丁酸和丁醇中的至少一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112574907A (zh) * 2020-12-08 2021-03-30 北京工商大学 北工商假黄单胞菌新菌种及其应用
CN115710565A (zh) * 2022-11-10 2023-02-24 中国农业科学院农业基因组研究所 一种高效强化天然菌群纤维素转化能力的假黄单胞菌及其应用
CN115820513B (zh) * 2022-12-26 2024-04-05 施可丰化工股份有限公司 一种防治土传病害的微生物菌剂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004113067A (ja) * 2002-09-25 2004-04-15 Ebara Corp セルロース分解能を有する新菌株、その利用方法および増殖促進法
CN108728373A (zh) * 2018-05-04 2018-11-02 吉林农业大学 一种高效降解藜麦秸秆的复合菌及应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004113067A (ja) * 2002-09-25 2004-04-15 Ebara Corp セルロース分解能を有する新菌株、その利用方法および増殖促進法
CN108728373A (zh) * 2018-05-04 2018-11-02 吉林农业大学 一种高效降解藜麦秸秆的复合菌及应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cellulosic ethanol production by natural bacterial consortia is enhanced by Pseudoxanthomonas taiwanensis;Du等;《 Biotechnology for Biofuels》;20151231;第1-10页 *
兼性厌氧复合菌群H纤维素降解和产乙醇能力及生态组成初探;杜然等;《生物工程学报》;20100725(第07期);第960-965页 *
复合系WSC-6的菌种组成特性及其木质纤维素分解能力;王伟东等;《农业工程学报》;20071031(第10期);摘要、第214页左栏第2段 *

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