一株耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株耐受高浓度甲醇的甲烷氧化菌及其应用，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心的保藏号为：CGMCC No.9873，保藏日期为：2014年10月29日，分类命名为：MethyLomonas sp。本发明专利技术所述甲基单胞菌MethyLomonas sp能够利用甲烷快速生长，且能够耐受高浓度的甲醇。且该菌能够利用一碳化合物如甲烷和甲醇来生产高附加值的产品如类胡萝卜素和多糖，在一碳化工的生物转化方面具有很高的应用前景，适用于大规模生产，生产过程，安全可靠，保护环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物应用
，特别涉及一株耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌及其应用。
技术介绍
全世界蕴藏着巨量的甲烷，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烷来源如煤层甲烷、垃圾场废气、沼气和海洋甲烷水合物，及由焦炉气和炼厂气回收的甲烷。甲烷是温室气体，对大气的暖化威力比二氧化碳强23倍。目前人类对甲烷的利用主要是当作燃料燃烧。将甲烷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。目前工业化甲烷转化工艺是间接的，主要分三步，这些复杂的多级工艺在苛刻条件下操作如：在800-1000℃、20-30大气压下蒸汽转化；在1200-1500℃下部分氧化；在200-300℃、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烷生成碳链长短不一的各种代谢中间物。这使得微生物转化甲烷成为一种非常具有潜力和前景的生物技术。商业化的生物转化甲烷经历了三个阶段：1)生产单细胞蛋白。2)利用甲烷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烷单加氧酶制备环氧丙烷取得了一定的经济效益。限制微生物转化甲烷的产业化的一个重要因素是生长速率低。甲醇是甲烷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，如甲醛、乙酸和醚类。甲醇的生物转化的研究还处于实验室水平，以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烷氧化菌直接利用，但是具有较强的生理毒性，已报道的甲烷氧化菌耐受甲醇的能力较差，如MethyLomonas Lenta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。而本专利技术报道的野生型未经过驯化的菌株，在甲醇浓度达到3.5％时依然可以生长。目前国内甲烷氧化菌的专利中，主要是包括甲烷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烷氧化菌发酵生产PHA的报道。目前，国内未见利用微生物转化甲烷制备多糖和类胡萝卜素的报道。本专利技术涉及的甲烷氧化菌能够高效的利用甲烷生长，同时能够耐受较高浓度的甲醇。这就为利用该微生物发酵甲烷或者甲醇来生产高附加值产品如类胡萝卜素，多糖奠定了良好的基础。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于提供一株耐受高浓度甲醇的甲烷氧化菌。本专利技术公开的甲基单胞菌的筛选自湿地的污泥，其能够利用甲烷快速生长，且能够耐受高浓度的甲醇。本专利技术目的之二在于提供一株耐受高浓度甲醇的甲烷氧化菌的应用。本专利技术公开的甲基单胞菌的能够在以甲烷或者甲醇为底物的液体发酵培养基中生产类胡萝卜素，这一应用未在其他甲烷氧化菌中提及。本专利技术目的之三在于提供一株耐受高浓度甲醇的甲烷氧化菌的另一个应用。本专利技术公开的甲基单胞菌的能够在以甲烷或者甲醇为底物的液体发酵培养基中生产多糖，这一功能也未在其他甲烷氧化菌中提及。为实现上述目的及一些其他目的，本专利技术所采取的技术方案为：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心的保藏号为：CGMCC No.9873，保藏日期为：2014年10月29日，分类命名为：MethyLomonas sp.。一种耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌在生产类胡萝卜素中的应用。优选的是，以甲烷或者甲醇为底物在发酵温度为20～30℃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卜素。优选的是，所述发酵温度为25℃。优选的是，所述甲基单胞菌的以甲醇为底物时，甲醇占发酵培养基的质量百分比浓度≤3.5％。一种耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌在生产多糖中的应用。优选的是，以甲烷或者甲醇为底物在发酵温度为20～30℃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。优选的是，所述发酵温度为25℃。优选的是，所述甲基单胞菌的以甲醇为底物时，甲醇占发酵培养基的质量百分比浓度≤3.5％。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。本专利技术所公开的甲基单胞菌的菌落的形态特征为：在NMS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。本专利技术的有益效果是：本专利技术所公开的甲基单胞菌具有以下优点：①较易培养：以甲烷为碳源，在NMS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；②能以甲烷为碳源快速生长：挑取平板单菌落，接种于NMS培养基，以甲烷为底物，无机盐为氮源，培养48h，能达到108cfu/mL；③能耐受较高浓度的甲醇：能在甲醇浓度达到35g/L的NMS培养基中良好生长，培养3天OD600达到2.5；④能以甲烷和甲醇为底物产生类胡萝卜素和多糖：以甲烷为底物，培养10天，发酵液因菌体产生的类胡萝卜素和多糖而呈现鲜艳的橘红色粘稠液体；以甲醇为底物，培养3天，发酵液因菌体产生的类胡萝卜素和多糖而呈现鲜艳的粉红色粘稠液体；综上所述，本专利技术通过筛选，获得一株能够利用甲烷快速生长，且能够耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌MethyLomonas sp.ZR，而且，该菌能够利用一碳化合物如甲烷和甲醇来生产高附加值的产品如类胡萝卜素，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；本专利技术所述的甲基单胞菌在生产多糖和类胡萝卜素的应用过程简单，操作方便，能够利用甲烷或者甲醇快速生产，产生具有高附加值的类胡萝卜素和多糖，同时能够耐受较高浓度的甲醇，具有很高的工业应用价值。附图说明图1为本专利技术所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌以甲烷为底物的生长曲线。图2为本专利技术所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌以不同浓度甲醇为底物的生长比较图。图3为本专利技术实施例4所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌以甲烷为底物发酵生产类胡萝卜素，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。图4为本专利技术实施例5所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌以甲烷为底物发酵生产类胡萝卜素，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。图5为本专利技术实施例6所述耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌以甲烷为底物发酵生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
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心的保藏号为：CGMCC No.9873，保藏日期为：2014年10月29日，分类命名为：Methylomonas sp.。

【技术特征摘要】
1.一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心的保藏号为：CGMCC No.9873，保
藏日期为：2014年10月29日，分类命名为：Methylomonas sp.。
2.一种如权利要求1所述的耐受高浓度甲醇的甲基单胞菌在生产类胡
萝卜素中的应用。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，以甲烷或者甲醇为底物在发
酵温度为20～30℃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
提取类胡萝卜素。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述发酵温度为25℃。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述甲基单胞菌以甲醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭蔚，李德茂，陈树林，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12