一株联产多种抗菌脂肽和γ-聚谷氨酸的芽孢杆菌菌株的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微生物技术领域，具体涉及一株能够合成Surfactin、Fengycin、 Iturin三种抗菌脂肽和y -聚谷氨酸的枯草芽孢杆菌菌株。
【背景技术】
[0002] 枯草芽孢杆菌是目前国际上公认的安全菌种之一，被美国FDA和环保署列为可商 业上应用的微生物菌种，也是我国农业部规定的免做安全鉴定的一级菌种之一，已在生物 肥料、生物饲料和生物农药等农业领域和食品领域得到了广泛的应用。
[0003] 脂肽类化合物是枯草芽孢杆菌产生的最主要的抗菌物质，主要包括有Surfactin、 Iturin和Fengycin三大家族，由1个|3 -羟基脂肪酸与7-10个氨基酸肽链以酰胺键连接 成环肽。除具有优良的表面活性外，还具有抑制细菌、病毒、支原体、真菌、肿瘤等的作用。 面对日益严重的食品微生物污染、农作物病原菌侵染、人畜致病菌抗药性，人民对食品安全 和环境保护的日益关注，安全无毒、高效广谱的天然抗菌物质的开发已经成为当前食品、农 业、医药等领域的研宄热点。脂肽类抗菌物质因其抗菌谱宽、热稳定性好、适用pH范围广、 不易抗药性等特点倍受关注，正开发应用于微生物饲料及其添加剂、微生物肥料、植物病害 防治、食品防腐保鲜、医药化妆品、环保等多个领域。
[0004] y -聚谷氨酸是微生物发酵合成的胞外粘性物质，由谷氨酸通过y -酰胺键连接 而成。y-聚谷氨酸具有保水、增稠、乳化、成膜、缓释和黏接等功能，在食品、农业、医药、化 妆品和环保等领域有着广泛的应用。在食品领域，y-聚谷氨酸食用安全，可作为食品苦 味掩盖剂，改善口感；可作为高钠调味剂的替代品，为高血压患者和糖尿病患者所用；能使 面粉的抗冻性增加，用其制作蛋糕和面包时延缓面粉变质，维持食品外形；能增强钙的溶解 度，促进钙在肠内的吸收，为骨质疏松患者也提供福音；还可以作为食品增稠剂、食品稳定 剂、膳食纤维辅助材料、保健食品等。在农业领域，聚谷氨酸可改善土壤结构，提高土壤 保水性、透水性和透气性，最终改善土壤质量，提高农作物产量；可用作缓释剂，提高肥料、 农药和除草剂等的利用率；可保持植物根系水分，具有良好的保水作用，用Y-聚谷氨酸处 理种籽，使其外部形成保湿膜，有利于种子发芽、出苗和生根，尤其适用于干旱地区、沙漠改 造和珍稀花丼苗木。在医药和化妆品领域，Y-聚谷氨酸主链上具有大量活性较高的游离 羧基（-C00H)，使之容易结合一些药物形成比较稳定的复合物，是一种理想的可体内生物降 解的医用高分子物质。y-聚谷氨酸可作为化妆品支持材料、皮肤保湿剂、表皮因子缓释剂、 天然美容面膜等；可改善药物的水溶性，提高药物的利用率，降低药物的毒副作用，增强药 物的稳定性，提高药物的缓释和控制作用，增强药物的靶向作用。在环保领域，y-聚谷氨 酸可吸附重金属离子，对冶金、工业废水等的处理极具价值，而且还可作为阻垢剂来处理水 垢，作为絮凝剂处理污水。
[0005] 现有的菌株只能生产抗菌脂肽或者只能生产Y-聚谷氨酸或者只能生产一种抗 菌脂肽和y-聚谷氨酸，存在有生产成本高、原料利用率低、应用范围有限等问题，难以进 行规模化生产和广泛应用；而本发明的菌株LM3403能够联产三种抗菌脂肽和Y-聚谷氨 酸，可以大大降低生产成本和提高生产效率，更重要的是拓宽了菌株的应用范围。因此，本 发明的菌株LM3403具有巨大的应用价值和市场开发潜力。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一株能够联产多种抗菌脂肽和Y-聚谷氨酸的芽孢杆菌菌 株以及该菌株的用途。
[0007] 本发明提供的菌株LM3403可以用于生产三种抗菌脂肽、Y-聚谷氨酸，可以用于 生产微生物饲料及其添加剂、微生物肥料，可以用于生产生防制剂防控植物病害，也可以用 于生产医药化妆品添加剂、食品防腐剂、环保制剂等。
[0008] 本发明提供的菌株LM3403已于2014年6月25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（北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研宄所）， 保藏号为CGMCCNo. 9377。枯草芽孢杆菌LM3403在NA平板上生长良好，菌落圆形、不透明， 乳白色、边缘不整齐。细胞杆状，革兰氏阳性，芽孢中生、椭圆形。
[0009] 本发明提供的枯草芽孢杆菌LM3403及其抗菌脂肽的特征为： 菌株LM3403具有合成Surfactin、Fengycin、Iturin三种抗菌脂肽的能力。ESI-MS质谱分析结果显示，m/z值1030、1044、1058处离子峰分别与C13_Surfactin[M+Na+]、 C14-Surfactin[M+Na+]、C15-Surfactin[M+Na+]分子量吻合，推测为脂肽Surfactin同 系物；m/z值 1065、1079、1093 处离子峰分别与C14-Iturin[M+Na+]、C15_Iturin[M+Na+]、 C16-Iturin[M+Na+]分子量吻合，推测为脂肽Iturin同系物；m/z值1449、1463、1477处离子 峰分别与C15_Fengycin[M+H+]、C16_Fengycin[M+H+]、C17Fengycin[M+H+]分子量吻合，推测为 脂肽Fengycin同系物。
[0010] 本发明提供了以枯草芽孢杆菌LM3403或其发酵产物或含有枯草芽孢杆菌LM3403 的菌剂在饲料领域、农业领域的应用。
[0011] 本发明提供了以枯草芽孢杆菌LM3403或其发酵产物或含有枯草芽孢杆菌LM3403 的菌剂在食品、医药、化妆品领域的应用。
[0012] 本发明提供了以枯草芽孢杆菌LM3403或其发酵产物或含有枯草芽孢杆菌LM3403 的菌剂在环境保护领域的应用。
[0013] 本发明的有益效果： 本发明提供了一株能够合成Surfactin、Fengycin、Iturin三种抗菌脂肽和y-聚谷氨 酸的芽孢杆菌菌株，可以大大降低生产成本和提高生产效率，更重要的是拓宽了菌株的应 用范围。
[0014] 本发明提供的菌株属于是国际上公认的安全菌种，被美国FDA和环保署列为可商 业上应用的微生物菌种之一，也是我国农业部规定的免做安全鉴定的一级菌种之一。
[0015] 本发明提供的菌株LM3403能够合成Surfactin、Fengycin、Iturin三种抗菌脂肽， 抗菌谱广，适用范围大，协同作用下对病原细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、嗜水气单胞菌 等)、腐败真菌(黑曲霉、黄曲霉、灰绿曲霉、扩展青霉等)、病原真菌(禾谷镰刀菌、尖孢镰刀 菌、尖孢镰孢菌、链格孢霉、细极链格孢、根菌索菌、