一种具有解木质纤维素作用的海南芽孢杆菌及其应用

本发明涉及生物领域，具体涉及一种具有解木质纤维素作用的海南芽孢杆菌及其应用。

背景技术：

1、随着全球对环境可持续性关注的增加，农业和林业废弃物的有效处理和利用已成为关键问题。特别是在林业活动中，作为副产品产生的大量树皮对环境保护和资源回收效率产生了直接影响(wang et al.,2022)。树皮作为丰富的木质纤维素来源，在自然条件下缓慢分解，不仅占用大量土地空间，还可能成为害虫滋生的温床，从而挑战林业的可持续发展。因此，探索高效的树皮堆肥技术，以加速其转化为高质量有机肥料，是解决这一挑战的关键方案(chen et al.,2021)。

2、堆肥是一种稳定和解毒有机废物的过程，不仅减少了废物对环境的负面影响，而且将其转化为对农业生产有益的有机肥料(qu et al.,2023)。然而，树皮中高含量的木质纤维素使得其在自然条件下难以迅速分解，限制了堆肥过程的效率和最终产品的质量(jiaet al.,2023)。因此，发现一种能够加速堆肥过程中木质纤维素降解的适当策略至关重要。在这种情况下，添加外源木质纤维素降解微生物成为提高树皮堆肥效率的有效策略(nigussie et al.,2021)。这些微生物通过分泌一系列酶，包括纤维素酶和木质素酶，加速木质纤维素的分解，从而在堆肥过程中促进有机物的快速转化和成熟(peng et al.,2021)。因此，筛选能够高效降解木质纤维素的微生物是木质纤维素生物降解的先决条件。

3、近年来，一些真菌，包括毛平革菌属(phanerochaete)、木霉属(trichoderma)、栓菌属(trametes)和曲霉属(aspergillus)因其显著的木质素降解能力，在堆肥试验中被广泛利用，以提高发酵性能(he et al.,2022；sajid et al.,2022)。然而，由于真菌对周围环境和温度的敏感性，以及它们中的一些可能产生对植物生长有害的次生代谢产物，限制了它们在堆肥产品中的应用。越来越多的研究者正在集中于分离具有降解木质纤维素生物质能力的细菌，如芽孢杆菌(bacillus)、fictibacillus、醋杆菌(acetobacter)和aneurinibacillus(chen et al.,2021；chen etal.,2020；wang et al.,2022；wu et al.,2022)。其中，芽孢杆菌属的物种显示出了降解富含纤维素的农业和林业副产品的显著能力。它们的加入已被证实能促进堆肥过程中有机物的快速转化和成熟(wu et al.,2022)。以往的研究表明，接种纤维素降解微生物可以影响微生物群落结构(wu et al.,2022)，加速堆肥成熟(yu et al.,2020)，增强有机物的转化(sajid et al.,2022)，提高木质纤维素酶的活性(chen et al.,2021)并加速腐殖化过程(jia et al.,2023)。但目前仍缺乏高效降解木质纤维素的菌株。所以纤维素的高效利用是作为废弃物资源化研究的一个重要方向。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种具有解木质纤维素作用的芽孢杆菌新种---海南芽孢杆菌，同时还提供了该海南芽孢杆菌新种的应用。

2、本发明的第一个方面是提供一种海南芽孢杆菌，其为芽孢杆菌新种，命名为bacillus hainanensis xzb-5，在广东省微生物菌种保藏中心登记保藏，保藏编号为gdmccno：64531。

3、本发明的第二个方面是提供本发明的第一个方面所述的海南芽孢杆菌的发酵液。

4、本发明的第三个方面是提供含有本发明的第一个方面所述海南芽孢杆菌的菌剂。

5、本发明的第四个方面是提供一种木质素降解酶制剂，含有本发明的第一个方面所述的海南芽孢杆菌的发酵液或发酵液的除菌滤液。

6、本发明的第五个方面是提供如本发明的第一个方面所述海南芽孢杆菌、或者本发明的第二个方面所述发酵液、或者本发明的第三个方面所述的菌剂、或者本发明的第四个方面所述的木质素降解酶制剂在降解纤维素、和/或半纤维素、和/或木质素中的应用。

7、本发明的第六个方面是提供如本发明的第一个方面所述海南芽孢杆菌、或者本发明的第二个方面所述发酵液、或者本发明的第三个方面所述的菌剂、或者本发明的第四个方面所述的木质素降解酶制剂在制备产外葡聚糖酶、和/或内葡聚糖酶、和/或β-葡萄糖苷酶、和/或锰过氧化物酶、和/或木质素过氧化物酶、和/或漆酶的制剂中的应用。

8、本发明的第七个方面是提供如本发明的第一个方面所述海南芽孢杆菌、或者本发明的第二个方面所述发酵液、或者本发明的第三个方面所述的菌剂、或者本发明的第四个方面所述的木质素降解酶制剂在降解农业残余物中的应用。

9、本发明的第八个方面是提供如本发明的第一个方面所述海南芽孢杆菌、或者本发明的第二个方面所述发酵液、或者本发明的第三个方面所述的菌剂、或者本发明的第四个方面所述的木质素降解酶制剂在降解桉树皮、和/或花生壳、和/或稻草、和/或豆粕、和/或玉米麸、和/或水稻壳、和/或油菜秸秆、和/或小麦秸秆、和/或香蕉秸秆中的应用。

10、本发明的第九个方面是提供如本发明的第一个方面所述海南芽孢杆菌、或者本发明的第二个方面所述发酵液、或者本发明的第三个方面所述的菌剂、或者本发明的第四个方面所述的木质素降解酶制剂在提高种子萌发率中的应用。

11、本发明的第十个方面是提供如本发明的第一个方面所述海南芽孢杆菌、或者本发明的第二个方面所述发酵液、或者本发明的第三个方面所述的菌剂、或者本发明的第四个方面所述的木质素降解酶制剂在制备肥料中的应用。

12、所述海南芽孢杆菌可以加速堆肥产品的转化，并缩短堆肥期。

13、本发明的第十一个方面是提供含有本发明的第一个方面所述海南芽孢杆菌、或者本发明的第二个方面所述发酵液、或者本发明的第三个方面所述的菌剂、或者本发明的第四个方面所述的木质素降解酶制剂的肥料。

14、本发明的海南芽孢杆菌为芽孢杆菌新种，具有良好地产内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶等酶活性，能有效降解纤维素和半纤维素，并且还具有良好地产锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶和漆酶等酶活性，能有效降解木质素，对于农业残余物等具有高效降解功能，可使农业残余物等快速腐解，释放养分，为环境中的其他微生物提供营养，改善突然微生态，避免环境污染，在废弃物资源化利用中具有很高的实用价值。

技术特征：

1.一种海南芽孢杆菌，其为芽孢杆菌新种，其特征在于，命名为bacillus hainanensisxzb-5，在广东省微生物菌种保藏中心登记保藏，保藏编号为gdmcc no：64531。

2.权利要求1所述的海南芽孢杆菌的发酵液。

3.含有权利要求1所述海南芽孢杆菌的菌剂。

4.一种木质素降解酶制剂，其特征在于，含有权利要求1所述的海南芽孢杆菌的发酵液或发酵液的除菌滤液。

5.如权利要求1所述海南芽孢杆菌、或者权利要求2所述发酵液、或者权利要求3所述的菌剂、或者权利要求4所述的木质素降解酶制剂在降解纤维素、和/或半纤维素、和/或木质素中的应用。

6.如权利要求1所述海南芽孢杆菌、或者权利要求2所述发酵液、或者权利要求3所述的菌剂、或者权利要求4所述的木质素降解酶制剂在制备产外葡聚糖酶、和/或内葡聚糖酶、和/或β-葡萄糖苷酶、和/或锰过氧化物酶、和/或木质素过氧化物酶、和/或漆酶的制剂中的应用。

7.如权利要求1所述海南芽孢杆菌、或者权利要求2所述发酵液、或者权利要求3所述的菌剂、或者权利要求4所述的木质素降解酶制剂在降解农业残余物中的应用；或者

8.如权利要求1所述海南芽孢杆菌、或者权利要求2所述发酵液、或者权利要求3所述的菌剂、或者权利要求4所述的木质素降解酶制剂在提高种子萌发率中的应用。

9.如权利要求1所述海南芽孢杆菌、或者权利要求2所述发酵液、或者权利要求3所述的菌剂、或者权利要求4所述的木质素降解酶制剂在制备肥料中的应用。

10.含有权利要求1所述海南芽孢杆菌、或者权利要求2所述发酵液、或者权利要求3所述的菌剂、或者权利要求4所述的木质素降解酶制剂的肥料。

技术总结本发明提供了一种芽孢杆菌新种，命名为：Bacillus hainanensis XZB‑5(海南芽孢杆菌)，在广东省微生物菌种保藏中心登记保藏，保藏编号为GDMCC NO：64531。本发明的海南芽孢杆菌具有良好地产内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β‑葡萄糖苷酶等酶活性，能有效降解纤维素和半纤维素，并且还具有良好地产锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶和漆酶等酶活性，能有效降解木质素，对于农业残余物等具有高效降解功能，可使农业残余物等快速腐解，释放养分，为环境中的其他微生物提供营养，改善突然微生态，避免环境污染，在废弃物资源化利用中具有很高的实用价值。技术研发人员：陈宇丰,李小娟,谢江辉,王尉,周登博,魏永赞,冯筠庭,赵炎坤,李凯,起登凤,张妙宜受保护的技术使用者：中国热带农业科学院热带生物技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/18