一株同型产乙酸菌及其应用

本发明属于微生物领域，具体涉及一株同型产乙酸菌及其应用。

背景技术：

1、全球变暖的趋势仍旧持续，大气中以二氧化碳(co2)为主的温室气体逐年上升，对人类和环境产生的严重威胁，已经成为世界各国高度关注的问题。co2的生物固碳技术可以利用微生物的光合作用或酶促反应将环境中的co2转化为甲醇、乙醇和乙酸等生物燃料和化工平台化合物。

2、同型产乙酸菌作为一类厌氧功能菌群，在自然界分布十分广泛，是维持自然界碳循环、厌氧废水处理设施等系统中的关键功能微生物。该功能微生物不仅能够通过异养代谢发酵多种葡萄糖、甲醇、果糖等有机质生产乙酸，还可以通过自养代谢，即在h2等电子供体存在的条件下还原co2生成乙酰辅酶a，并进一步转化产生乙酸。同型产乙酸菌能够利用含有co2、h2的工业合成气和生物质发酵气生产乙酸，兼具co2固定和大宗化学品绿色生产的优势，在工业化应用方面具有巨大潜力。借助于同型产乙酸菌独特的厌氧乙酰辅酶a代谢途径来生产乙酸，不仅可以规避传统生物发酵法的不足，还能固定转化co2，达到乙酸生产和生物固碳的双重目的。

技术实现思路

1、本发明旨在从废水厌氧生物处理系统的活性污泥中分离出一个能够转化co2且具有较强产乙酸能力的同型产乙酸菌菌株，对其生理生态特性进行测试，并测试其同化co2的能力。

2、本发明的一株同型产乙酸菌，它为大梭菌(clostridium magnum)wy-4，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2024年1月17日，保藏号为cgmcc no.41091。

3、本发明的一株同型产乙酸菌的应用，所述的同型产乙酸菌利用co2或co2和h2生成乙酸及生物固碳。

4、本发明的一株同型产乙酸菌的应用，所述的同型产乙酸菌利用co2或co2和h2生成丁酸和乙醇。

5、本发明的同型产乙酸菌菌株c.magnum wy-4分离包括：

6、1.从稳定运行的升流式厌氧污泥床(uasb)反应器收集的厌氧颗粒污泥，进行同型产乙酸菌菌株c.magnum wy-4的富集。

7、以180ml的厌氧瓶作为容器，配制50ml的液体培养基，并将co2/h2(v/v＝1/4)混合气通入厌氧瓶中，待气体充满后密封并灭菌。从uasb反应器中取出20ml的颗粒污泥放入锥形瓶中，再加入玻璃珠，在150rpm条件下将颗粒污泥打碎，取菌悬液接种到培养基中。设置三组平行，用注射器在每个厌氧瓶中接种4ml的菌悬液，将其放置于温度为37℃，转速为120rpm的摇床中。在富集过程中，需要加入2-溴乙烷磺酸钠(bes)，来抑制富集物中的产甲烷菌，因此每隔3d用注射器抽取厌氧瓶中顶空气体注入气相色谱中，检测培养瓶中氢气和甲烷的变化并记录数值，当检测到氢气含量不再下降时，可以进行传代实验。除此之外，用注射器抽取厌氧瓶中的液体，测定产物生成情况，并记录数值。将得到的数值进行计算，比较各组平行样品的乙酸产率、耗氢速率，在各个样品中选择产酸速率和耗氢速率最好的样品进行传代富集。在传代过程中，当培养体系中已不再有甲烷生成，并且乙酸产率和耗氢速率保持稳定时，则富集完成。

8、2.同型产乙酸菌菌株c.magnum wy-4的分离纯化。

9、将富集得到的同型产乙酸菌菌群通过连续“固体培养基-液体培养基”交替分离法和“斜面划线分离法”两种方法完成分离纯化。直至液体培养基中的样品耗氢速率和乙酸生成速率连续保持稳定，并且固体培养基中的菌落生长形态一致，可选取样品进行纯菌鉴定。

10、3.通过形态学、生理生化和分子生物学进行菌种鉴定。

11、通过光学显微镜、扫描电子显微镜得到的形态学特征，和相关生理生化实验与《伯杰氏系统细菌学手册》以及16s rdna序列分析结果，鉴定该菌株为clostridium magnumwy-4。

12、4.同型产乙酸菌菌株c.magnum wy-4培养条件的优化。

13、(1)温度：取分离纯化后的菌株按照5％的接种比(v/v)接种到液体培养基中，分别放置于温度为5℃、15℃、25℃、30℃、35℃、45℃和55℃的摇床中培养，每个温度设置3个平行样品，每隔12h采集体系中的混合液，进行产物和生物量的检测。

14、(2)ph：取分离纯化后的菌株按照5％的接种比(v/v)接种到液体培养基中，使用0.1mol/l的盐酸和氢氧化钠溶液调节培养基中的ph值，分别调节至4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0和10.0。接种后放置于菌株的最适温度的摇床中培养，转速设置为120rpm。每个ph设置3个平行样品，其中。在培养3d后，采集体系中的混合液，进行产物和生物量的检测。

15、(3)碳酸氢盐浓度：取分离纯化后的菌株按照5％的接种比(v/v)接种到液体培养基中，选取碳酸氢钠作为碳酸氢盐，调节碳酸氢钠浓度分别为0g/l、1g/l、3g/l、5g/l和7g/l。ph和温度根据2.3.5.1和2.3.5.2中所得结果进行调节，置于摇床中培养3d，用注射器抽取培养后的液体培养基，并测试其产物生成种类以及菌体生长情况。

16、本发明包含以下有益效果：

17、经过系统地试验，以厌氧颗粒污泥为菌源，经过富集、分离纯化获得了一株同型产乙酸菌菌株clostridium magnum wy-4，并且能够转化co2生成乙酸，并生物固碳，而且本发明的菌株clostridium magnum wy-4还能够产生丁酸和乙醇，在工业化应用方面具有巨大潜力。

技术特征：

1.一株同型产乙酸菌，其特征在于它为大梭菌(clostridium magnum)wy-4，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2024年1月17日，保藏号为cgmcc no.41091。

2.如权利要求1所述的一株同型产乙酸菌的应用，其特征在于所述的同型产乙酸菌利用co2或co2和h2生成乙酸及生物固碳。

3.如权利要求1所述的一株同型产乙酸菌的应用，其特征在于所述的同型产乙酸菌利用co2或co2和h2生成丁酸和乙醇。

技术总结一株同型产乙酸菌及其应用，它属于微生物领域，本发明旨在从废水厌氧生物处理系统的活性污泥中分离出一个能够转化CO<subgt;2</subgt;且具有较强产乙酸能力的同型产乙酸菌菌株，所述的同型产乙酸菌菌株为大梭菌(Clostridium magnum)WY‑4，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2024年1月17日，保藏号为CGMCC NO.41091。本发明的菌株能够转化CO<subgt;2</subgt;生成乙酸，并生物固碳，而且还能够产生丁酸和乙醇，在工业化应用方面具有巨大潜力。技术研发人员：孟佳,王富饶,李建政,连旭受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20