本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种发酵产rakicidinb1的海洋小单孢菌株及其应用。
背景技术：
rakicidins类化合物为海洋小单孢菌的发酵产物，目前已分离的rakicidins类化合物主要含有rakicidina、rakicidina1、rakicidinb1及rakicidinb，其化学结构及组分如下：
rakicidins类化合物因为其15元环脂肽结构中含1个稀有罕见的4-氨基-2,4-戊二烯酸辛酰胺并有抗肿瘤细胞活性而受到关注。yamazaki(2007)研究发现，rakicidina具有卓越的乏氧选择性抗肿瘤细胞活性，在乏氧条件下抗结肠癌hct-8细胞活性是常氧条件下的17.5倍；takeuchi(2011)也首次报道了rakicidina在乏氧条件下能够诱导髓性慢性白血病干细胞的凋亡。虽然该rakicidina的抗乏氧肿瘤细胞及抗csc的作用机制尚不清楚，但rakicidina已被许多同行认为是一个极富开发前景的抗乏氧肿瘤细胞及抗csc药物。
福建省微生物研究所于2006年首次在国内报道了从微生物代谢产物中分离到化合物rakicidina、b和b1(详见中国专利cn105709205a和cn105753936a)，并对rakicidinb(fw523-3)的有关生物学活性进行了初步研究，更是首次发现rakicidinsa和b化合物具有抗临床致病艰难梭菌等厌氧菌、抗耐万古霉素肠球菌的活性，具有较大的研发价值。
但是，现有研究中关于rakicidins类化合物的发酵生产工艺研究及报道均较少，而rakicidinb1化合物更是本课题组首先发现(记载于中国专利cn105753936a)。kimberlyd.mcbrien等虽然报道了rakicidins类化合物的发酵及分离纯化工艺，但其仅限于摇瓶工艺阶段，并未发展到适合的工业化生产，而且其整体的发酵周期较长，并且其发酵液中的主要组分多为rakicidina，rakicidinb的含量比较低。福建省微生物研究所也于2006年报道了一种从海洋青铜小单孢菌fim02-523的发酵液中提取到rakicidins类化合物的方法，所提取的rakicidins类化合物包括rakicidina和rakicidinb。但是所述的方法也仅是限于摇瓶的基本发酵，不仅发酵水平低下，而且难以应用于大规模发酵生产。
中国专利cn105779348a公开了一种rakicidins类化合物的发酵方法，该方法中，rakicidins类化合物的最高总发酵效价为600mg/l左右，但为多组分发酵，发酵液组分中b1：b的比例仅约等于1：4，rakicidinsb1化合物的收率极低，难于实现工业化生产。
技术实现要素：
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种发酵产rakicidinb1的海洋小单孢菌株，以解决现有技术中rakicidinb1化合物的发酵产量较低的问题。
本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种利用上述菌株发酵生产rakicidinb1化合物的方法。
为解决上述技术问题，本发明所述的一种海洋小单孢菌株，其分类命名为micromonosporasp.fim-r160609，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为cgmccno.14823。保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2017年10月16日。
本发明还公开了所述的海洋小单孢菌株在发酵生产rakicidins化合物中的应用。
所述rakicidins化合物为rakicidinb1。
本发明还公开了一种发酵生产rakicidinb1的方法，包括将所述的海洋小单孢菌株接种于适宜发酵培养基中进行发酵培养的步骤。
所述发酵培养基包括如下质量含量的组分：麦芽糊精4.0-6.0％，葡萄糖0.8-1.2％，黄豆饼粉1.0-3.0％，酵母粉1.0-2.0％，硫酸铵0.6-1％，mgso4·7h2o0.04-0.06％，nacl0.4-0.6％，caco30.4-0.6％，自来水配制，调ph值为7.5。
优选的，所述发酵培养基包括如下质量含量的组分：麦芽糊精5.0％，葡萄糖1.0％，黄豆饼粉2.0％，酵母粉1.5％，硫酸铵0.8％，mgso4·7h2o0.05％，nacl0.5％，caco30.5％，自来水配制，调ph值为7.5。
所述发酵培养步骤的条件为：以8.0-12.0％的接种量接种所述菌株，控制转速200-500rpm，通气0.5-1.5vvm，控制发酵过程do值大于30％，于30-35℃进行发酵培养。
优选的，所述发酵培养步骤的条件为：将种子罐培养好的种子以10％的接种量接种到发酵罐中，发酵前期控制转速200rpm，通气0.5vvm，随着菌丝的增长先逐步提高转速至500rpm；根据发酵罐do参数的变化，再逐步提高通气至1.5vvm，发酵过程始终控制do值大于30％。
所述发酵过程中，还包括当在线取样检测发酵液中还原糖浓度低于10g/l时，通过补料控制发酵液中的还原糖浓度为10-15g/l的步骤，所述补料基质包括如下质量含量的组成：葡萄糖25％，蛋白胨5％，硫酸铵2％。
所述方法还包括将所述菌株接种于种子培养基中进行种子液培养的步骤，所述种子培养基包括如下质量含量的组分：麦芽糊精1.5-2.5％，葡萄糖0.8-1.2％，黄豆饼粉0.8-1.2％，酵母粉1.5-2.5％，mgso4·7h2o0.04-0.06％，kh2po40.04-0.06％，caco30.2-0.4％，自来水配制，调ph值为7.0-7.5，灭菌后于30-35℃进行种子液培养。
优选的，所述种子培养基包括如下质量含量的组分：麦芽糊精2.0％，葡萄糖1.0％，黄豆饼粉1.0％，酵母粉2.0％，mgso4·7h2o0.05％，kh2po40.05％，caco30.3％，自来水配制，调ph值为7.0-7.5，灭菌后于30-35℃进行种子液培养。
所述种子液培养步骤包括摇瓶种子液培养和种子罐培养步骤。
所述方法还包括将所述菌株接种于高氏天冬素固体斜面培养基进行活化培养的步骤，所述固体斜面培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉1-3％，l-天冬素0.04-0.06％，kno30.08-0.12％，k2hpo4·3h2o0.04-0.06％，nacl0.04-0.06％，mgso4·7h2o0.04-0.06％，caco30.08-0.12％，琼脂1-2％，调ph值7.5。
优选的，所述固体斜面培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉2％，l-天冬素0.05％，kno30.1％，k2hpo4·3h2o0.05％，nacl0.05％，mgso4·7h2o0.05％，caco30.1％，琼脂1.5％，调ph值7.5。
本发明通过对现有产rakicidins化合物的海洋小单孢菌株fim02523进行诱变育种，得到一株高产rakicidinb1的突变菌株海洋小单孢菌株fim-r160609，该菌株能够有效提高发酵液中rakicidinb1的效价，在20-1000l发酵罐的发酵实验中，海洋小单孢菌fim-r160609发酵产生rakicidinb1的效价高达600mg/l左右，且发酵液组分比例b1：b≥97：3，不仅极大的提高了目标产物rakicidinb1的发酵产量，而且有效降低了其他rakicidins副产物的产率，有利于后续rakicidinb1的提取纯化工作，可以满足工业化需求。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
图1为本发明突变株fim-r160609的电镜扫描图；
图2为原始菌株fim02523发酵液hplc谱图；其中，rt11.15为rakicidinb1产物，rt11.74为rakicidinb产物；
图3为本发明所述突变株fim-r160609发酵液hplc谱图；其中，rt11.22为rakicidinb1产物，rt11.77为rakicidinb；
图4为本发明突变株fim-r160609罐上发酵曲线图。
具体实施方式
实施例1菌株的诱变育种
本实施例说明海洋小单孢菌fimr160609的诱变育种方法包括如下步骤：
(1)孢子悬液制备：将培养成熟的出发菌株fim02523(保藏编号cgmccno.12132)新鲜斜面加入适量无菌生理盐水，用接种铲轻轻刮下，倒入带有玻璃珠的无菌摇瓶振荡打散，后过滤菌丝，留下孢子悬液备用；
(2)亚硝基胍(ntg)诱变：称取200mgngt于100ml三角瓶中，加入2ml丙酮，再加入18mltris-氨甲烷马来酸缓冲液,使其完全溶解并混合均匀，得到浓度为10mg/ml的ntg溶液20ml；取ntg母液与制备好的菌悬液混合，使ntg终浓度分别为1mg/ml、2mg/ml、3mg/ml，于32℃摇床振荡培养60min；诱变后的孢子液马上离心去除ntg，再用无菌生理盐水反复离心洗涤孢子3遍后制成适当浓度的菌悬液；将菌悬液稀释至适当倍数，再分别取0.1ml涂于高氏天冬素平板上，将涂匀的平板，置于32℃恒温培养箱中培养12d，培养好的平皿用于计算致死率和菌种筛选；
(3)常压室温等离子体(artp)诱变：设置artp诱变育种仪的工作功率120w，气源为氩气，气流量10l/min，等离子体发射源与样品之间的照射距离为2mm，照射时间设为0、60、120、180、240、360s；取制备好的孢子悬液10ul均匀涂抹于无菌金属载片上，再将其放入artp仪中的样品载台；按程序进行等离子体照射，样品处理完毕后用无菌镊子将载片放至装有1ml生理盐水的ep管中，将ep管在振荡器上震荡1min，把附着在菌物载片上的微生物洗脱到液体中，形成新的菌悬液；对新的菌悬液进行适当稀释，取0.1ml稀释液涂布平板，置于32℃恒温培养箱中培养12d，培养好的平皿用于计算致死率和菌种筛选；
(4)ntg-artp复合诱变及rakicidinb1高产突变菌株的筛选：按照上述方法进行ntg和artp诱变获得较佳的诱变条件，按致死率达到70％为标准设定诱变条件；设定ntg诱变条件为：菌悬液中ntg终浓度为1mg/ml、化学诱变处理时间为60min；artp诱变条件为：artp仪工作功率120w，气源为氩气，气流量10l/min，等离子体发射源与样品之间的照射距离为2mm，照射时间设为60s，将ntg诱变获得的菌悬液直接用于artp诱变。对复合诱变后获得的菌悬液涂布分离于高氏1号培养基置于32℃恒温培养箱中培养12d，培养好的平皿用于计算致死率和菌种筛选，同时对获得的单菌落进行摇瓶发酵hplc验证。通过多轮复合诱变以及大量的摇瓶选育获得一株高产rakicidinb1的突变株，其编号为fim-r160609，命名为micromonosporasp.fim-r160609，突变株fimr160609的电镜扫描图见图1。
将诱变后获得的高产菌株fim-r160609斜面连续传代6代，rakicidinb1发酵效价及组分比例未发现明显变化。将该菌存于20℃保种柜每隔2个月取原菌株传代一次发酵验证，结果该菌在12个月内rakicidinb1发酵效价及组分比例未发现明显变化。以上均表明突变菌株fim-r160609具有高产且遗传稳定性状，适合工业化生产。将所得菌株海洋小单孢菌株micromonosporasp.fim-r160609保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为cgmccno.14823，保藏日期为2017年10月16日。
实施例2出发菌株fim02325及突变株fim-r160609摇瓶发酵对比
分别取新鲜培养的海洋小单孢菌fim02325及突变株fim-r160609斜面孢子刮取后制成菌悬液接种到摇瓶种子培养中，在32℃、250rpm培养48小时，后按5％接种量接种到摇瓶发酵培养基中，30℃、250rpm培养120小时后放瓶，hplc测定发酵产物。
配制种子培养基配方(质量分数)：麦芽糊精2.0％，葡萄糖1.0％，黄豆饼粉1.0％，酵母粉2.0％，mgso4·7h2o0.05％，kh2po40.05％，caco30.3％，自来水配制，调ph值7.0-7.5；于30℃进行种子液培养。
配制发酵培养基配方(质量分数)：麦芽糊精5.0％，葡萄糖1.0％，黄豆饼粉2.0％，酵母粉1.5％，硫酸铵0.8％，mgso4·7h2o0.05％，nacl0.5％，caco30.5％，自来水配制，调ph值7.5，于32℃进行发酵液培养。
发酵结束后，通过hplc检测发酵液中rakicidinb1和b的含量，检测所得出发菌株fim02325及突变株fim-r160708发酵液的hplc图分别见图2和3，计算发酵液中产物组成及含量，发酵结果见表1所示。
表1fim02325及突变株fim-r160609发酵液中rakicidinb1效价及组分比例
菌株fim02523发酵液中，rakicidinb1含量为115.03mg/l，计算b1：b组分比例为28.8：71.2；菌株fim-r160609发酵液中，rakicidinb1含量为600.63mg/l，计算b1：b组分比例为98.5：1.5。可见，突变株可有效提高发酵液中rakicidinb1的含量，同时降低rakicidinb的不利影响。
实施例3突变株fim-r160609在20l发酵罐上发酵
按照实施例2中配方配制种子培养基及发酵培养基。
种子为摇瓶种子，500ml摇瓶每瓶装液量100ml，32℃、250rpm培养48小时；之后按照5％的接种量接种于20l发酵罐(实际装液量13l)中进行发酵，30℃培养，控制罐压0.03-0.05mpa，起始转速为200rpm，48小时后根据发酵参数do变化逐步调至350rpm，通气量为1：1vvm，至发酵结束约96-120小时。
发酵过程通过hplc检测发酵液中rakicidins类化合物的含量，最终发酵效价为：rakicidinb1含量为436.41mg/l，rakicidinb含量为11.17mg/l，b1：b组分比例97.5：2.5。
实施例4
本实施例的发酵过程同实施例3，其区别仅在于，在发酵开始36小时后根据取样检测发酵液中还原糖含量，开始流加补料：即当取样检测发酵液中还原糖浓度低于10g/l时，通过补料控制发酵液中的还原糖浓度10-15g/l，以保持菌体的浓度增长和产物的增加相吻合；流加补料的基质组成包括：葡萄糖25.0％，蛋白胨5.0％，硫酸铵2.0％。
发酵过程通过hplc检测发酵液中rakicidins类化合物的含量，最终发酵效价为：rakicidinb1含量为662.76mg/l，rakicidinb含量为10.57mg/l，计算b1：b组分比例98.4：1.6。
实施例5
本实施例的发酵过程同实施例3，其区别仅在于，在100l发酵罐中装液量为70l、接种量为10％，在发酵开始36小时后根据取样检测发酵液中葡萄糖含量，开始根据发酵液中还原糖含量设定流加补料工艺：即当取样检测发酵液中还原糖浓度低于10g/l时，通过补料控制发酵液中的还原糖浓度10-15g/l，以保持菌体的浓度增长和产物的增加相吻合；流加补料的基质组成为：葡萄糖25.0％，蛋白胨5.0％，硫酸铵2.0％。
发酵过程通过hplc检测发酵液中rakicidins类化合物的含量，最终发酵效价为：rakicidinb1含量为654.02mg/l，rakicidinb含量为17.73mg/l，计算b1：b组分比例为97.4：2.6。
实施例6
本实施例的发酵过程同实施例3，其区别仅在于，在1000l发酵罐中装液量为720l，在发酵开始36小时后根据取样检测发酵液中还原糖含量，开始流加补料：即当取样检测发酵液中还原糖浓度低于10g/l时，通过补料控制发酵液中的还原糖浓度10-15g/l，以保持菌体的浓度增长和产物的增加相吻合；流加补料的基质组成为：葡萄糖25.0％，蛋白胨5.0％，硫酸铵2.0％。
发酵过程通过hplc检测发酵液中rakicidins类化合物的含量，最终发酵效价为：rakicidinb1含量为602.93mg，rakicidinb含量为8.89mg，计算b1：b组分比例为98.5:1.5，其发酵过程曲线见图4所示。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。