一种解淀粉芽孢杆菌及其在食用菌菌渣堆肥降解中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微生物领域，具体而言，涉及一种解淀粉芽孢杆菌及其在食用菌菌渣 堆肥降解中的应用。
【背景技术】
[0002] 菌渣是食用菌栽培过程中收获产品剩下的培养基废料。随着食用菌产业的发展， 每年有大量的菌渣随之产生。特别是一些大型生产基地，每天数以吨计的菌渣需要处理。大 量的菌渣和废棒就地堆置或随意丢弃，不仅造成环境污染和资源浪费，而且还会影响食用 菌生产，给企业和生产者带来一定负担。菌渣堆肥是有效处理食用菌菌渣的主要途径，经堆 肥处理的菌渣可做草腐菌(双孢蘑菇、草菇、鸡腿菇等)的栽培原料;亦可进一步发酵作为农 作物优质有机肥。
[0003]纤维素是食用菌菌渣中主要成份，也是制约菌渣降解的主要因素之一。目前对纤 维素的处理方法主要有物理、化学处理法和生物降解法，物理、化学处理法是通过酸处理、 碱处理以及蒸汽加热等方法来处理，存在反应条件剧烈、设备昂贵、成本高等问题。而利用 添加纤维素高效降解菌的方法最为经济有效，已成为当前的研究热点和重要手段。目前所 选育出来的一些产纤维素酶的菌种虽具有一定的产酶能力，但是还存在所产酶的种类不丰 富，降解纤维素纤维素效率不高等问题，因而应用于生产还不是很理想，有待进一步选育出 更多高活力优良菌株。
[0004] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0005] 本发明的第一目的在于提供一种解淀粉芽孢杆菌BCB4,该菌株可解决现有菌株产 纤维素酶种类不丰富，酶活不高的问题。
[0006] 本发明的第二目的在于提供一种所述的解淀粉芽孢杆菌BCB4的配套菌组，该菌组 由三种菌种复合而成，可提高菌渣堆肥发酵速度。
[0007] 本发明的第三目的在于提供一种解淀粉芽孢杆菌BCB4及其菌组在食用菌菌渣堆 肥降解中的应用。
[0008] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
[0009] 一种解淀粉芽孢杆菌BCB4,所述解淀粉芽孢杆菌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，保藏编号CGMCC NO. 11141。
[0010] 该解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)BCB4的保藏地址为: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；
[0011] 保藏时间为:2015年07月21日；
[0012] 经保藏中心于2015年07月21日检测为存活菌株。
[0013] BCB4菌落的外观特征为:淡黄色，不透明，表面褶皱，有隆起，边缘不规则。
[0014] 本发明针对菌渣发酵过程纤维素降解缓慢的问题，提供1株高效降解菌渣纤维素 的菌株，此菌株具有较高的纤维素降解酶活性。
[0015] 本发明菌株是从自然堆放的食用菌菌渣中采集样品，经富集与分离培养得到原始 菌株(BCB4)，后经过16S rDNA基因序列分析的方法鉴定为解淀粉芽孢杆菌。该菌种所产滤 纸酶(FPA)、内切葡聚糖酶(CMCase)、外切葡聚糖酶(&)、葡萄糖苷酶(β-Gase)活性均较高， 能提高菌渣堆肥发酵速度和发酵质量。
[0016] 如上所述解淀粉芽孢杆菌BCB4的液体种子培养基，包括以下成分：葡萄糖18~ 22g · L-\蛋白胨0.8~1.2g · L-\Mandels营养盐浓缩液90~110mL · L-\Mandels微量元素 浓缩液〇 · 8~1 · 2mL · L \ lmol · L 1梓樣酸缓冲液45~55mL · L 1;
[0017] 所述Mandels营养盐浓缩液包括以下成分:KH2P〇4 18~228.1/^(^4)2304 13~ 15g · L-2~4g · L-\CaCh · 2H20 3~5g · L-\MgS04 · 7H20 0.15~0.25g · L-S
[0018] 所述Mandels微量元素浓缩液包括以下成分:FeS〇4 · 7H204.5~5.5g · L-\ZnS04 · 7H2O 1.2~1.6g.L-\CoCh.6H20 3.6~3.8g.L-\MnS04.H20 1.5~1.7g.L-、
[0019] 优选的，所述液体种子培养基的pH为4.4~4.6。
[0020] 如上所述解淀粉芽孢杆菌BCB4的培养保存条件为:36~38°C在LB培养基培养20~ 28h，随后接种于斜面固体LB培养基，4°C保存。
[0021] 一种菌组，所述菌组由如上所述的解淀粉芽孢杆菌BCB4,以及BCB2、NFB7三种菌组 成，所述BCB2和NFB7菌均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，其 保藏编号分别为〇610：从).11140和0610：从).11142。
[0022] BCB2为葡聚糖特基拉芽孢杆菌，拉丁学名为:Bacillus tequilensis、NFB7为枯草 芽孢杆菌枯草亚种，拉下学名为:Bacillus subtilis subsp. Subtilis，这两种菌的保藏地 址为: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；
[0023] BCB2的菌落形态特征如图15所示，NFB7的菌落形态特征如图16所示。
[0024] 如上所述解淀粉芽孢杆菌BCB4或如上所述菌组在食用菌菌渣堆肥降解中的应用。
[0025] 使用上述解淀粉芽孢杆菌及其菌组，用于食用菌菌渣堆肥降解，可大幅度增加菌 渣的降解速度，且堆肥后的菌渣还可以用于食用菌的再次培养。
[0026] 优选的，将所述解淀粉芽孢杆菌BCB4或所述菌组制成菌剂后再进行食用菌菌渣堆 肥；
[0027] BCB4菌剂制备方法为，将BCB4菌种活化后接种至权利要求2所述的液体种子培养 基中培养，得到的菌液即为BCB4菌剂；
[0028] 菌组菌剂制备方法为，将BCB4、BCB2、NFB7三个菌种分别与液体培养基培养后等体 积混合，得到的混合菌液即为菌组菌剂。
[0029] 优选的，如上所述的应用，所述食用菌菌渣包括杏鲍菇菌渣、双孢蘑菇菌渣、白灵 菇菌渣或香菇菌渣中的一种与多种。
[0030] 优选的，如上所述的应用，在利用芽孢杆菌及其菌组进行菌渣堆肥降解时，还包括 向菌渣中添加占总发酵体系质量15~35%畜禽粪。
[0031] 畜禽粪等营养物质的添加能够促进堆肥的发酵升温，但添加过量容易延长腐熟时 间，不利于堆肥的快速腐熟。总发酵体系是指由菌渣、含有本申请所述菌株BCB4或所述菌组 的菌剂以及其他优选的成分，如畜禽粪和无机盐等。
[0032]进一步优选的，所述畜禽粪为牛粪。
[0033] 如上所述的应用，所述菌渣堆肥的最适发酵温度为50~60°C，发酵湿度为65~ 75%。
[0034] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0035] (1)本申请提供的解淀粉芽孢杆菌BCB4所产滤纸酶（FPA)、内切葡聚糖酶 (CMCase)、外切葡聚糖酶(C〇、葡萄糖苷酶(β-Gase)活性均较高，能提高菌渣堆肥发酵速度 和发酵质量。
[0036] (2)本申请提供的菌组，三种菌株之间可相互协同，进一步提升发酵效率。
[0037] (3)本申请提供的解淀粉芽孢杆菌BCB4及其菌组在食用菌菌渣堆肥降解中的应 用，操作简便，可行性高;堆肥后的菌渣的肥力得到了改善，可用于再次生产食用菌，还可用 作玉米基肥，提高玉米产量。
【附图说明】
[0038] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0039] 本申请提供的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)BCB4,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，保藏地址为: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，保藏时间为：2015年07月21日，保藏编号CGMCC NO. 11141。经保藏中心于2015年07月21日检测为存活菌株。
[0040] 图1为实验例1中革兰氏染色后在光学显微镜(100 X)下的BCB4形态；
[0041 ]图2为实验例1中LB固体培养基菌落形态；
[0042] 图3为实验例2中BCB4 16S rDNA的PCR电泳图；
[0043]图4为实验例2中基于16S rDNA序列同源性构建的系统发育树；
[0044]图5为实验例3中葡萄糖标准曲线；
[0045] 图6为实验例4中堆肥过程中温度变化；
[0046] 图7为实验例4中不同处理堆肥过程pH变化；
[0047] 图8为实验例5中白灵菇菌渣堆肥过程中温度变化；
[0048] 图9为实验例5中白灵菇菌渣堆肥过程中电导率变化；
[0049] 图10为实验例5中白灵菇菌渣堆肥过程中pH变化；
[0050] 图11为实验例5中堆肥过程中速效氮含量变化；
[0051] 图12为实验例5中不同菌渣堆肥对玉米产量的影响；
[0052]图13为实验例5中不同菌渣堆肥对玉米千粒重的影响；
[0053]图14为实验例5中不同菌渣堆肥