一种高温耐受型高产碳水化合物的热泉蓝细菌及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种高产碳水化合物的热纤细鞘丝藻NK1‑22，所述热纤细鞘丝藻于2019年12月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC 19155；还涉及该热纤细鞘丝藻在产碳水化合物中的应用；还涉及一种培养上述热纤细鞘丝藻的方法，以及用该方法获得的培养物。本发明专利技术的热纤细鞘丝藻具有57％的可溶性糖含量，并且可分泌较高浓度的可溶性糖至培养环境中。该藻株虽分离于热泉环境，但是对温度的耐受区间非常宽，在30℃的常规环境和50℃的高温环境均生长良好，同时具有高产碳水化合物的能力，并且对高光强具有较强的适应性，在培养时提供高温高光强，既可保持高速生长，又可降低污染杂藻杂菌的可能性。

【技术实现步骤摘要】
一种高温耐受型高产碳水化合物的热泉蓝细菌及其应用
本专利技术涉及应用微藻领域，更特别地，涉及一种高温耐受型高产碳水化合物的热泉蓝细菌及其应用。
技术介绍
微藻生物技术可摆脱传统绿色化工“与人争粮”、“与粮争地”的困境，是颇受关注的光合生物合成路线。但是，伴随微藻大规模培养技术的快速发展，微生物、病毒、原生动物污染等实验室或中式尺度未曾发现或预估的瓶颈性问题日趋突显。选育优良藻种、发掘新型培养工艺，开发满足国计民生需求的优质产品是业界迫切解决的问题。蓝细菌是地球上最古老的光合原核微生物，可进行植物型产氧光合作用，广泛分布于各种水体、土壤甚至岩石表面。具有极强的生命力，在一些极端环境中(如热泉、冰原、沙漠、盐湖)也可找到他们的踪迹，素有“先锋生物”之称。蓝细菌在固碳、放氧、固氮等生命过程中可以合成藻蓝蛋白、多糖、色素以及多种次级代谢产物，是极具发展潜力的绿色“微生物细胞工厂”。温度是微藻规模化培养中突出目标藻种生长优势、控制藻种污染的重要环境因子。嗜热蓝细菌是热泉等高温环境中重要的初级生产者，其最佳生长温度在45℃左右或更高。得益于各类组学研究和同位素标记技术的快速发展，人们对热泉生境中蓝细菌的资源多样性和代谢特征已有一定程度的认知。但是，由于热泉微生物分离纯化的研究相对滞后，陆地热泉中“温度型”微藻资源的开发仍具发展空间。发掘具有宽泛温度耐受范围且生长迅速的微藻资源，可进一步克服微藻养殖的地域限制、提高微藻规模化培养的效率并籍其温度耐受特征控制生物污染，具有较为广阔的发展前景。专利技术内容专利技术人从野外采集藻样，经培养分离，得到一株能够高产碳水化合物的藻株。其形态为多个细胞串成单列细胞丝状体，呈蓝绿色，没有细胞核，丝状体上下等宽，外有胶质鞘，呈现典型的热纤细鞘丝藻形态，经测序得到其16SrRNA基因序列如SEQIDNO:1所示，将该序列在ncbi数据库中进行比对，与热纤细鞘丝藻属的类群相似度较高，命名为热纤细鞘丝藻NK1-22，拉丁学名为Thermoleptolyngbyasp.NK1-22。基于以上发现，本专利技术提供了一种高温耐受型高产碳水化合物的热纤细鞘丝藻，所述热纤细鞘丝藻于2019年12月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC19155。本专利技术还提供了上述热纤细鞘丝藻在产碳水化合物中的应用。在一个具体实施方案中，所述碳水化合物为可溶性糖。在一个具体实施方案中，所述碳水化合物为蔗糖、甘露糖、乳糖和麦芽糖中的一种或多种组合。本专利技术还提供了一种上述热纤细鞘丝藻的方法，包括将所述热纤细鞘丝藻接种于液体培养基中并进行光合培养的步骤。在一个优选实施方案中，所述液体培养基为外加0-300mM氯化钠的BG11培养基。在一个优选实施方案中，培养温度为30-50℃。在一个优选实施方案中，培养方式为通入含有3％CO2的空气培养。在一个优选实施方案中，培养时的光照强度为100-500μmolphotonsm-2s-1。本专利技术还提供了通过上述方法培养得到的热纤细鞘丝藻培养物。本专利技术的热纤细鞘丝藻具有57％的可溶性糖含量，并且可分泌较高浓度的可溶性糖至培养环境中。此外，该藻株虽然分离于热泉环境，但是与普通的嗜热菌不同之处在于，对温度的耐受区间非常宽，在30℃的常规环境和50℃的高温环境均生长良好，同时具有高产碳水化合物的能力，并且对高光强具有较强的适应性，因此在培养时提供高温高光强，既可保持高速生长，又可降低污染杂藻杂菌的可能性。微生物保藏本专利技术所述涉及的藻株从中国云南省热泉泉口分离获得，经16SrRNA基因测序和形态学鉴定，该微藻属于蓝藻门颤藻科热纤细鞘丝藻属，并且16SrRNA基因序列与热纤细鞘丝藻属(Thermoleptolyngbyasp.)近似度比较高。该微藻已于2019年12月27日保藏于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的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC19155，命名为热纤细鞘丝藻NK1-22，拉丁学名为Thermoleptolyngbyasp.NK1-22。其分类学命名为：Thermoleptolyngbyaoregonensis。附图说明图1为热纤细鞘丝藻NK1-22的光学显微镜照片；图2为热纤细鞘丝藻NK1-22的16SrRNA基因与其他微藻进行比对构建的系统进化树；图3为热纤细鞘丝藻NK1-22藻细胞中的碳水化合物、蛋白质和脂质的含量统计图；图4为热纤细鞘丝藻NK1-22的碳水化合物中不同组分的分布统计图；图5为热纤细鞘丝藻NK1-22在锥形瓶中不同温度下震荡培养的生长曲线(固定光强30μmolphotonsm-2s-1)；；图6为热纤细鞘丝藻NK1-22在柱式光生物反应器中于不同温度下通气培养的生长曲线(固定光强100μmolphotonsm-2s-1)；图7为热纤细鞘丝藻NK1-22在柱式光生物反应器中于40℃不同光强下通气培养的生长曲线；图8为热纤细鞘丝藻NK1-22在盐胁迫下(添加不同浓度的NaCl)在锥形瓶中于40℃、30μmolphotonsm-2s-1光强下振荡培养8天后的OD730统计图。具体实施方式以下结合实例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。1、热纤细鞘丝藻NK1-22的获得本专利技术的藻株(Thermoleptolyngbyasp.NK1-22)从云南热泉泉口的生物垫样品中分离得到。通过光学显微镜和扫描电镜观察其细胞形态如图1所示，为多个细胞串成单列细胞丝状体，呈蓝绿色，没有细胞核，丝状体上下等宽，外有明显的胶质鞘，为典型的热纤细鞘丝藻形态。提取基因组DNA扩增16SrRNA基因测序如SEQIDNO:1所示，与数据库中的微藻16SrRNA基因进行比对并构建进化树，显示其16SrRNA基因序列与热纤细鞘丝藻属的类群相似度较高(图2)。结合形态和分子证据，将该藻株划入热纤细鞘丝藻属，命名为热纤细鞘丝藻NK1-22。该微藻已于2019年12月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC19155，命名为热纤细鞘丝藻NK1-22，拉丁学名为Thermoleptolyngbyasp.NK1-22。2、热纤细鞘丝藻NK1-22的碳水化合物组成将热纤细鞘丝藻NK1-22培养8天后，离心收集藻细胞，冷冻干燥后，分别采用入氯仿-甲醇法结合GC-MS测定、凯氏定氮法、苯酚-硫酸法测定其中的总脂、总蛋白和总碳水化合物(糖类)含量。结果如图3所示，其中的碳水化合物含量占细胞干重的57％，远高于已报道常规蓝细菌中的碳水化合物含量(约20-40％)。进一步分析碳水化合物的组分，结果如图4所示，热纤细鞘丝藻NK1-22中的碳水化合物基本为可溶性糖，以蔗糖、甘露糖、乳糖和麦芽糖为主。3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温耐受型高产碳水化合物的热纤细鞘丝藻，所述热纤细鞘丝藻于2019年12月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC 19155。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温耐受型高产碳水化合物的热纤细鞘丝藻，所述热纤细鞘丝藻于2019年12月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC19155。


2.权利要求1所述的热纤细鞘丝藻在产碳水化合物中的应用。


3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述碳水化合物为可溶性糖。


4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述碳水化合物为蔗糖、甘露糖、乳糖和麦芽糖中的一种或多种组合。


5.一种培养权利要求1所述的热纤细鞘丝藻的方法，其特征在于，包括将所述热纤细鞘丝藻接种于液体培养...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕雪峰，朱涛，尼丁·克什李，李辉，谢玉曼，齐凤霞，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37