CN113462597A - 一种产木质素过氧化物酶的枯草芽孢杆菌和含有该枯草芽孢杆菌的菌剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种产木质素过氧化物酶的枯草芽孢杆菌,其保藏号为GDMCC NO.61711,保藏日期为2021年6月7日,保藏地点为广东省微生物菌种保藏中心。本发明还公开一种含有该枯草芽孢杆菌的菌剂及其在抑菌尤其是抑制大肠杆菌上的应用。本发明的产木质素过氧化物酶的枯草芽孢杆菌属于一种枯草芽孢杆菌属新种,能够用于抑菌,尤其是抑制大肠杆菌,具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物制剂技术领域,具体涉及一种产木质素过氧化物酶的枯草 芽孢杆菌和含有该枯草芽孢杆菌的菌剂及其应用。
背景技术
木质素过氧化物酶是含有亚铁离子的木质素降解蛋白酶,可降解木质素内 部的带羟基芳香环,减少木质素与多糖聚合物间的作用力从而提高饲草消化率。 从土壤、作物秸秆、饲料等来源中筛选高效、安全的木质纤维素降解微生物, 不仅遵循安全、绿色、高效等原则,同时为饲草的高效利用提供物质支持。白 腐真菌是木质素降解中最主要的微生物,其对木质素降解,产酶条件的优化等 方面的研究是目前生物技术应用的热点,但通常真菌对降解环境比较敏感,目 前工业化应用仍然较少。细菌因其适应性强,分泌的酶通常具有更好的热稳定 性以及更广的PH耐受范围而具有广阔的前景。枯草芽孢杆菌是一种嗜温性产芽 孢的革兰氏阳性杆状细菌,具有耐热、耐酸碱、抗紫外线、所需营养物质简单、 生长繁殖迅速、稳定性高等特点,且其能抑制许多致病菌的生长,是一种非常 理想的生防制剂微生物。木质素过氧化物酶能够酶解牧草以及饲粮种皮中的木 质素,改善饲料原料的饲用品质,促进对营养物质的吸收,同时枯草芽孢杆菌 的抑菌特性能够维持肠道菌群平衡,促进对营养物质的吸收。枯草芽孢杆菌双 重功能大大减缓禽畜胃肠道疾病的发生。挖掘枯草芽孢杆菌多重功对开发新型 微生物制剂具有重要意义。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种产木质素过氧化物酶的枯草芽孢杆菌,其 属于一种枯草芽孢杆菌属新种,能够用于制备抑菌的菌剂用于各种抑菌场合, 尤其是抑制大肠杆菌,具有很好的应用前景。
本发明的技术方案如下:
一种产木质素过氧化物酶的枯草芽孢杆菌,其保藏号为GDMCC NO.61711, 保藏日期为2021年6月7日,保藏地点为广东省微生物菌种保藏中心。
进一步,所述的枯草芽孢杆菌,是由健康牛瘤胃内容物分离而得。
进一步,所述的枯草芽孢杆菌的分离方法为:
采集健康牛瘤胃内容物,用接种环划线接种于培养基中,控制培养温度和 培养时间,挑取单个菌落进行革兰氏染色,镜检;重复上述划线培养、革兰氏 染色、镜检操作,至单菌落形态一致,即得。
进一步,所述的培养基为MRS固体培养基。
进一步,所述的培养温度为恒温37℃,培养时间为24h。
本发明还提供一种含有所述的枯草芽孢杆菌的菌剂,还包括医药学上可接 受的载体。
进一步,所述的菌剂,可制成丸剂、散剂、片剂、胶囊剂、颗粒剂、溶液 剂或混悬剂。
本发明还提供过一种上述菌剂在抑菌上的应用。
本发明还提供过一种上述菌剂在抑制大肠杆菌上的应用。
本发明分离出一种产木质素过氧化物酶的枯草芽孢杆菌,经鉴定判定该菌 株属于一种枯草芽孢杆菌属新种,并根据真菌命名规则将该新种命名为:Bacillus subtilis1578-1。提议的分类学名称为:Bacillus subtilis。同时将该枯草芽孢杆菌1578-1送保藏,保藏编号为GDMCC NO:61711,保藏日期为2021年6月7日,保 藏单位为广东省微生物菌种保藏中心,地址:广州市先烈中路100号大院59号楼 5楼。
本发明医药学上可接受的载体包括但不限于以下成分:
稀释剂:氧化锌、炉甘石、淀粉、糖粉、乳糖、糊精、微晶纤维素、无机 盐、糖醇类等。
粘合剂:明胶、聚乙二醇、纤维素衍生物、豚脂、凡士林、硅油、羊毛脂、 纤维素、树胶、生橡胶、铅皂、羊毛脂等。
有机溶剂:硼酸、醋酸铅、硫酸铜、硫酸锌、醋酸铝、利凡诺、呋喃西林、 新霉素、高锰酸钾、乙醚、乙醇、丙酮等。
崩解剂:淀粉、羧甲基淀粉钠、纤维素衍生物、交联聚维酮等。
润滑剂:硬脂酸镁、微粉硅胶、滑石粉、聚乙二醇、三乙醇胺、月桂醇硫 酸钠、硬脂酸、鲸蜡醇、聚乙二醇、单甘脂、司盘、吐温等等。
乳化剂:豚脂、凡士林、硅油、羊毛脂、聚乙二醇、纤维素等。
助溶剂:水、乙醇、甘油、丙二醇、液状石蜡、植物油、二甲基亚砜、氮 卓酮等。
矫味剂:蜂蜜、蔗糖、单糖、芳香剂等。
防腐剂:苯甲酸、山梨酸、甲酯、乙酯、丙酯等。
增塑剂:蓖麻油、松香等。
成膜材料:火棉、玉米垸、有机玻璃。
各剂型的制备方法如下:
1、丸剂:
将本发明的含有枯草芽孢杆菌1578-1的菌剂干燥,粉碎,过100目筛,制成 浓缩丸。
2、散剂:
将本发明的含有枯草芽孢杆菌1578-1的菌剂干燥,粉碎,得散剂;
3、片剂:
将本发明的含有枯草芽孢杆菌1578-1的菌剂干燥,粉碎,压片,即得片剂。
4、胶囊剂:
将本发明的含有枯草芽孢杆菌1578-1的菌剂干燥,粉碎,然后填装于空心胶 囊中或密封于弹性软质胶囊中,得胶囊剂;所述的构成上述空心硬质胶囊壳或 弹性软质胶囊壳的材料是明胶、甘油、水以及其它的药用材料。
5、颗粒剂:
将本发明的含有枯草芽孢杆菌1578-1的菌剂成分干燥,粉碎,与适宜的辅料 混合造粒,即得颗粒剂;所述的辅料包括稀释剂、吸收剂、润湿剂、粘合剂、 矫味剂、泡腾性辅料。
6、溶液剂或混悬剂:
将本发明的含有枯草芽孢杆菌1578-1的菌剂溶于水、植物油或者其它药用液 体溶剂,得溶液剂或混悬剂。
各剂型中,本发明枯草芽孢杆菌1578-1的含量在5~85%内。
本发明的有益效果为:
1、本发明分离出的枯草芽孢杆菌1578-1,具有枯草芽孢杆菌耐热、耐酸碱、 抗紫外线、所需营养物质简单、生长繁殖迅速、稳定性高等特点,能产木质素 过氧化物酶,将其添加到饲料中,能够酶解牧草以及饲粮种皮中的木质素,改 善饲料原料的饲用品质,促进对营养物质的吸收,且其能抑制多种致病菌尤其 是大肠杆菌的生长,枯草芽孢杆菌的这一抑菌特性能够维持肠道菌群平衡,促 进对营养物质的吸收,是一种非常理想的生防制剂微生物;分离和应用枯草芽 孢杆菌1578-1对枯草芽孢杆菌多重功对开发新型微生物制剂具有重要意义。
2、本发明的枯草芽孢杆菌1578-1能与多种医药学上可接受的载体混合制备 成菌剂,并制成多种剂型,用于抑菌,具有很好的抑菌效果。
3、本发明对分离的枯草芽孢杆菌1578-1新化合物进行了鉴定,并对其抑菌 作用进行了试验实验,以期为其抑菌原理提供理论依据。因此,本发明菌株在 对大肠杆菌的抑菌领域具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明分离的枯草芽孢杆菌1578-1过氧化物酶的检测实验结果图;
图2为本发明分离的枯草芽孢杆菌1578-1与枯草芽孢杆菌1568-5(广西壮 族自治区兽医研究所细菌室分离获得)不同培养时间木质素过氧化物酶活力测 定结果图;
图3为本发明分离的枯草芽孢杆菌1578-1对大肠杆菌的抑菌实验结果图;
图4为枯草芽孢杆菌1568-5(广西壮族自治区兽医研究所细菌室分离获得) 对大肠杆菌的抑菌实验结果图。
具体实施方式
一、菌株的筛选与鉴定
1.材料与方法
1.1材料
1.1.1样品:采自广西隆安县江泉牧业有限公司牛场健康牛瘤胃内容物。
1.1.2主要试剂
细菌DNA提取试剂盒、2×ES Taq MasterMix、100bp ladder marker等均购 自北京康为世纪生物科技有限公司;胰蛋白胨大豆琼脂(TSA)、胰蛋白大豆肉 汤购自北京陆桥技术股份有限公司;葡萄糖购自天津市科密欧化学试剂有限公 司,酵母浸粉,天青B购自于美国Sigma公司,木质素过氧化物酶活性检测试 剂盒购自于Solarbio公司细菌微量生化反应管购自杭州天和微生物试剂有限公 司;PCR仪、凝胶成像仪购自Biorad公司。
1.1.3培养基:MRS培养基;检测培养基:称取葡萄糖4g,酵母浸粉0.4g, 天青B0.11g,琼脂10g,加蒸馏水400mL,加热使其充分溶解,于121℃灭菌 20min。
1.1.4益生菌株:植物乳杆菌、副干酪乳杆菌、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌 1568-5、枯草芽孢杆菌1578-2均为广西壮族自治区兽医研究所细菌室分离获得, 枯草芽孢杆菌1578-1(保藏号为GDMCC NO.61711)。
1.2方法
1.2.1菌株的分离纯化
采集广西隆安县江泉牧业有限公司牛场健康牛瘤胃内容物,用接种环划线 接种于MRS固体培养基中,置于37℃恒温箱中培养24h,挑取单个菌落进行革 兰氏染色,镜检;重复上述划线培养、革兰氏染色、镜检操作,至单菌落形态 一致。
1.2.2菌株生理生化特性及分析生物学鉴定
(1)生理生化特性鉴定
参照《伯杰式细菌鉴定手册》进行生化鉴定,选择接触酶、糖/醇利用、V-P 反应、淀粉水解、吲哚形成、明胶液化、纤维素水解、蛋白水解、硝酸盐、柠 檬酸盐和硫化氢利用试验作为初步判断。
(2)16sDNA分子的鉴定
取纯培养物1mL,按照细菌基因组DNA提取试剂盒说明书提取DNA,于 -20℃下保存,备用。合成细菌16S rDNA引物27F: AGAGTTTGATCMTGGCTCAG和1492R:GGTTACCTTGTTACGACTT,扩增 长度为1500bp。再以上述DNA为模板,F/R为引物进行PCR扩增。扩增程序 为:95℃预变性5min;然后进行30个95℃变性30s、52℃退火40s、72℃ 延伸1min循环;最后再进行72℃延伸10min。扩增结束后,取7μL的PCR 产物在1.5%的凝胶琼脂糖上进行电泳,克隆、测序分析。
(3)过氧化物酶的检测
在含天青B的培养基上分别打直径6mm的小孔,将菌液接种于含天青B 的培养基小孔内,每个菌种3次,以培养基作为阴性对照,置于37℃培养箱 恒温培养,每隔24h观察亮蓝平板中接种菌落周围是否出现变色圈,以有无变 色圈的出现判断是否有过氧化物酶的产生,有变色圈出现记为“+”,反之则为 “-”,并记录显色时间。
(4)木质素过氧化物酶活力检测
按照木质素过氧化物酶活性检测试剂盒说明书,充分混匀样品,测定310nm 处10s和310s的吸光值,记为A1和A2,ΔA=A2-A1。酶活力测定公式:LiP活 性(nmol/min/mL)=ΔA/(ε×d)×V反总×109÷V样÷T=430×△A,ε:藜芦醛 摩尔消光系数:9300L/mol/cm;d:比色皿光径,0.5cm;V反总:反应总体积,0.2mL; V样:反应中样本体积,0.02mL。
2.结果
2.1菌株的16SrDNA鉴定结果
将测序结果与16SrRNA基因序列在GeneBank进行BLAST对比,运用 MegAlign和MEGA6.0软件进行同源性和遗传进化分析,结果表明该菌株为枯 草芽孢杆菌。
2.1过氧化物酶的检测结果
分别将枯草芽孢杆菌1578-2、枯草芽孢杆菌1568-5、植物干酪乳杆菌、植 物副干酪乳杆菌和本发明分离获得的枯草芽孢杆菌1578-1的菌液接种于含天青 B的培养基小孔内,观察菌落周围出现的变色圈,结果显示只有枯草芽孢杆菌 1578-1,1568-5出现变色圈,且枯草芽孢杆菌1578-1透明圈半径远大于枯草芽 孢杆菌1568-5;而枯草芽孢杆菌1578-2及其他菌株均未出现,如图1所示。菌 株不同培养时间木质素过氧化酶活力测定结果如图2所示。可见,本发明分离 获得的枯草芽孢杆菌1578-1能够产木质素过氧化物酶;且枯草芽孢杆菌1578-1 的过氧化物酶活力比枯草芽孢杆菌1578-2大。
二、拮抗大肠杆菌的益生菌的筛选
1.材料与方法
1.1材料与试剂
1.1.1实验器材与试剂
电热恒温培养箱(上海跃进医疗器械厂),电子天平(satorius),超净工 作台(江苏安泰有限公司),离心机(Eppendorf),高压蒸汽灭菌锅(SANYO 公司)
1.1.2益生菌株
本发明实施例1筛选分离到的枯草芽孢杆菌1578-1(保藏号为GDMCC NO.61711)、枯草芽孢杆菌1568-5(广西壮族自治区兽医研究所细菌室分离获 得)。
1.1.3致病菌株:大肠杆菌
1.1.4培养基:LB琼脂培养基,营养肉汤培养基(北京陆桥生物技术有限责 任公司)
1.2试验方法
1.2.1益生菌菌液制备
将活化的枯草芽孢杆菌1578-1、枯草芽孢杆菌1568-5分别接种于营养肉汤 培养基,在转速为150r/min,温度为37℃下摇菌24h,获得益生菌液,备用。
1.2.2抑菌实验
用无菌移液枪吸取0.1mL浓度为1×108CFU/mL的益生菌液加入含LB琼 脂培养基的平板内,超净台内静置半小时,置于37℃培养箱内培养24h,早期 定植24h后,在益生菌苔附近滴加0.1mL的大肠杆菌菌液,于37℃培养箱内培 养24h,观察不同益生菌的抑菌效果。
2.1益生菌对大肠杆菌的抑菌实验结果
经测量统计,由图3~4可知,枯草芽孢杆菌1578-1抑菌圈半径均大于6mm, 枯草芽孢杆菌1568-5并未出现抑菌圈,说明枯草芽孢杆菌1578-1具有抑菌效果。
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
枯草芽孢杆菌1578-1的分离纯化:采集健康牛瘤胃内容物,用接种环划线接 种于培养基中,置于37℃恒温箱中培养24h,挑取单个菌落进行革兰氏染色,镜 检;重复上述划线培养、革兰氏染色、镜检操作,至单菌落形态一致,即得枯 草芽孢杆菌1578-1。
实施例1
将枯草芽孢杆菌1578-1与适量明胶、水、蜂蜜混合,其中,枯草芽孢杆菌 1578-1的质量含量为33%;制成含有枯草芽孢杆菌1578-1的丸剂。
实施例2
将枯草芽孢杆菌1578-1与适量填充剂、粘合剂、崩解剂、润滑剂混合,其 中,枯草芽孢杆菌1578-1的质量含量为35%;干燥,粉碎,压片,制成含有枯 草芽孢杆菌1578-1的片剂。
实施例3
将枯草芽孢杆菌1578-1与适量淀粉、糖粉混合,其中,枯草芽孢杆菌1578-1 的质量含量为40%;造粒,然后填装于空心胶囊中,制成即得含有枯草芽孢杆 菌1578-1的胶囊剂。
实施例4
将枯草芽孢杆菌1578-1与适量稀释剂、吸收剂、润湿剂、粘合剂、矫味剂、 泡腾性混合,其中,枯草芽孢杆菌1578-1的质量含量为20%;干燥,造粒,即 得含有枯草芽孢杆菌1578-1的颗粒剂。
实施例5
将枯草芽孢杆菌1578-1溶于适量水中,其中,枯草芽孢杆菌1578-1的质量 含量为55%;制成含有枯草芽孢杆菌1578-1的溶液剂。
临床试验总结
1.基本资料
2021年1月3日,广西横县绿健达养猪场发现,新购的800头断奶仔猪中,有 较多仔猪发生腹泻,其中有133头仔猪为严重腹泻,严重腹泻仔猪表现消瘦,肚 有发胀情况,明显脱水,病程较长,甚至脱水死亡。
2.使用方法
随机选择120头严重腹泻仔猪随机分为6组,每组20头,所有仔猪均在相同 营养水平和管理条件下进行饲养管理。
其中,5组发病仔猪分别服用本发明实施例1~5所制备的丸剂、片剂、胶囊 剂、颗粒剂、溶液剂各7天,每天二次;第6组发病仔猪每次喂食时,将本发明 实施例5的溶液剂添加到饲料中混匀,添加量为饲料重量的5%,每天喂食三次。
观察时间为10天。
3.疗效判断标准
治愈:发病仔猪腹泻完全得到改善;
有效:发病仔猪腹泻明显得到改善;
无效:发病仔猪腹泻未得到改善。
4.试验数据统计处理:试验由专人负责管理,随时观察与记录仔猪的精神、 体温及粪便情况,统计仔猪的治愈、有效、无效数量及单个仔猪10天平均总增 重量,结果见表1。
表1抑菌效果统计
组别 | 治愈 | 有效 | 无效 | 有效率/% | 仔猪平均总增重/kg |
第1组 | 18 | 1 | 1 | 95 | 2.03 |
第2组 | 19 | 1 | 0 | 100 | 2.24 |
第3组 | 19 | 0 | 1 | 95 | 1.99 |
第4组 | 18 | 2 | 0 | 100 | 2.15 |
第5组 | 20 | 0 | 0 | 100 | 2.38 |
第6租 | 15 | 3 | 2 | 90 | 3.11 |
由表1可知,因此,本次试验取得了较好的结果,有效率均在90%以上,本 发明制备的含有枯草芽孢杆菌1578-1能有效缓解并治疗仔猪腹泻,无副作用,是 一种较为理想的治疗动物腹泻的菌剂;所有剂型中,溶液剂剂型的效果最好; 并且,将其添加到饲料中,能够促进仔猪采食,以及具有较明显的提高仔猪增 重量的效果。
Claims (9)
1.一种产木质素过氧化物酶的枯草芽孢杆菌,其特征在于:其保藏号为GDMCCNO.61711,保藏日期为2021年6月7日,保藏地点为广东省微生物菌种保藏中心。
2.根据权利要求1所述的枯草芽孢杆菌,其特征在于:是由健康牛瘤胃内容物分离而得。
3.根据权利要求1所述的枯草芽孢杆菌,其特征在于:其分离方法为:
采集健康牛瘤胃内容物,用接种环划线接种于培养基中,控制培养温度和培养时间,挑取单个菌落进行革兰氏染色,镜检;重复上述划线培养、革兰氏染色、镜检操作,至单菌落形态一致,即得。
4.根据权利要求3所述的枯草芽孢杆菌,其特征在于:所述的培养基为MRS固体培养基。
5.根据权利要求3所述的枯草芽孢杆菌,其特征在于:所述的培养温度为恒温37℃,培养时间为24h。
6.一种含有如权利要求1~5任一项所述的枯草芽孢杆菌的菌剂,其特征在于:还包括医药学上可接受的载体。
7.根据权利要求6所述的菌剂,其特征在于:剂型包括丸剂、散剂、片剂、胶囊剂、颗粒剂、溶液剂或混悬剂。
8.一种根据权利要求6或7所述的菌剂在抑菌上的应用。
9.一种根据权利要求6或7所述的菌剂在抑制大肠杆菌上的应用。
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