一種解淀粉芽孢桿菌及其在食用菌菌渣堆肥降解中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微生物領(lǐng)域，具體而言，涉及一種解淀粉芽孢桿菌及其在食用菌菌渣 堆肥降解中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 菌渣是食用菌栽培過(guò)程中收獲產(chǎn)品剩下的培養(yǎng)基廢料。隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 每年有大量的菌渣隨之產(chǎn)生。特別是一些大型生產(chǎn)基地，每天數(shù)以噸計(jì)的菌渣需要處理。大 量的菌渣和廢棒就地堆置或隨意丟棄，不僅造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，而且還會(huì)影響食用 菌生產(chǎn)，給企業(yè)和生產(chǎn)者帶來(lái)一定負(fù)擔(dān)。菌渣堆肥是有效處理食用菌菌渣的主要途徑，經(jīng)堆 肥處理的菌渣可做草腐菌(雙孢蘑菇、草菇、雞腿菇等)的栽培原料;亦可進(jìn)一步發(fā)酵作為農(nóng) 作物優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。
[0003]纖維素是食用菌菌渣中主要成份，也是制約菌渣降解的主要因素之一。目前對(duì)纖 維素的處理方法主要有物理、化學(xué)處理法和生物降解法，物理、化學(xué)處理法是通過(guò)酸處理、 堿處理以及蒸汽加熱等方法來(lái)處理，存在反應(yīng)條件劇烈、設(shè)備昂貴、成本高等問(wèn)題。而利用 添加纖維素高效降解菌的方法最為經(jīng)濟(jì)有效，已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和重要手段。目前所 選育出來(lái)的一些產(chǎn)纖維素酶的菌種雖具有一定的產(chǎn)酶能力，但是還存在所產(chǎn)酶的種類(lèi)不豐 富，降解纖維素纖維素效率不高等問(wèn)題，因而應(yīng)用于生產(chǎn)還不是很理想，有待進(jìn)一步選育出 更多高活力優(yōu)良菌株。
[0004] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種解淀粉芽孢桿菌BCB4,該菌株可解決現(xiàn)有菌株產(chǎn) 纖維素酶種類(lèi)不豐富，酶活不高的問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的解淀粉芽孢桿菌BCB4的配套菌組，該菌組 由三種菌種復(fù)合而成，可提高菌渣堆肥發(fā)酵速度。
[0007] 本發(fā)明的第三目的在于提供一種解淀粉芽孢桿菌BCB4及其菌組在食用菌菌渣堆 肥降解中的應(yīng)用。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
[0009] 一種解淀粉芽孢桿菌BCB4,所述解淀粉芽孢桿菌保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理 委員會(huì)普通微生物中心CGMCC，保藏編號(hào)CGMCC NO. 11141。
[0010] 該解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)BCB4的保藏地址為:北京市朝 陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所；
[0011] 保藏時(shí)間為:2015年07月21日；
[0012] 經(jīng)保藏中心于2015年07月21日檢測(cè)為存活菌株。
[0013] BCB4菌落的外觀特征為:淡黃色，不透明，表面褶皺，有隆起，邊緣不規(guī)則。
[0014] 本發(fā)明針對(duì)菌渣發(fā)酵過(guò)程纖維素降解緩慢的問(wèn)題，提供1株高效降解菌渣纖維素 的菌株，此菌株具有較高的纖維素降解酶活性。
[0015] 本發(fā)明菌株是從自然堆放的食用菌菌渣中采集樣品，經(jīng)富集與分離培養(yǎng)得到原始 菌株(BCB4)，后經(jīng)過(guò)16S rDNA基因序列分析的方法鑒定為解淀粉芽孢桿菌。該菌種所產(chǎn)濾 紙酶(FPA)、內(nèi)切葡聚糖酶(CMCase)、外切葡聚糖酶(&)、葡萄糖苷酶(β-Gase)活性均較高， 能提高菌渣堆肥發(fā)酵速度和發(fā)酵質(zhì)量。
[0016] 如上所述解淀粉芽孢桿菌BCB4的液體種子培養(yǎng)基，包括以下成分：葡萄糖18~ 22g · L-\蛋白胨0.8~1.2g · L-\Mandels營(yíng)養(yǎng)鹽濃縮液90~110mL · L-\Mandels微量元素 濃縮液〇 · 8~1 · 2mL · L \ lmol · L 1梓樣酸緩沖液45~55mL · L 1;
[0017] 所述Mandels營(yíng)養(yǎng)鹽濃縮液包括以下成分: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微量元素濃縮液包括以下成分: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] 優(yōu)選的，所述液體種子培養(yǎng)基的pH為4.4~4.6。
[0020] 如上所述解淀粉芽孢桿菌BCB4的培養(yǎng)保存條件為:36~38°C在LB培養(yǎng)基培養(yǎng)20~ 28h，隨后接種于斜面固體LB培養(yǎng)基，4°C保存。
[0021] 一種菌組，所述菌組由如上所述的解淀粉芽孢桿菌BCB4,以及BCB2、NFB7三種菌組 成，所述BCB2和NFB7菌均保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心CGMCC，其 保藏編號(hào)分別為〇610：從).11140和0610：從).11142。
[0022] BCB2為葡聚糖特基拉芽孢桿菌，拉丁學(xué)名為:Bacillus tequilensis、NFB7為枯草 芽孢桿菌枯草亞種，拉下學(xué)名為:Bacillus subtilis subsp. Subtilis，這兩種菌的保藏地 址為:北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所；
[0023] BCB2的菌落形態(tài)特征如圖15所示，NFB7的菌落形態(tài)特征如圖16所示。
[0024] 如上所述解淀粉芽孢桿菌BCB4或如上所述菌組在食用菌菌渣堆肥降解中的應(yīng)用。
[0025] 使用上述解淀粉芽孢桿菌及其菌組，用于食用菌菌渣堆肥降解，可大幅度增加菌 渣的降解速度，且堆肥后的菌渣還可以用于食用菌的再次培養(yǎng)。
[0026] 優(yōu)選的，將所述解淀粉芽孢桿菌BCB4或所述菌組制成菌劑后再進(jìn)行食用菌菌渣堆 肥；
[0027] BCB4菌劑制備方法為，將BCB4菌種活化后接種至權(quán)利要求2所述的液體種子培養(yǎng) 基中培養(yǎng)，得到的菌液即為BCB4菌劑；
[0028] 菌組菌劑制備方法為，將BCB4、BCB2、NFB7三個(gè)菌種分別與液體培養(yǎng)基培養(yǎng)后等體 積混合，得到的混合菌液即為菌組菌劑。
[0029] 優(yōu)選的，如上所述的應(yīng)用，所述食用菌菌渣包括杏鮑菇菌渣、雙孢蘑菇菌渣、白靈 菇菌渣或香菇菌渣中的一種與多種。
[0030] 優(yōu)選的，如上所述的應(yīng)用，在利用芽孢桿菌及其菌組進(jìn)行菌渣堆肥降解時(shí)，還包括 向菌渣中添加占總發(fā)酵體系質(zhì)量15~35%畜禽糞。
[0031] 畜禽糞等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的添加能夠促進(jìn)堆肥的發(fā)酵升溫，但添加過(guò)量容易延長(zhǎng)腐熟時(shí) 間，不利于堆肥的快速腐熟?？偘l(fā)酵體系是指由菌渣、含有本申請(qǐng)所述菌株BCB4或所述菌組 的菌劑以及其他優(yōu)選的成分，如畜禽糞和無(wú)機(jī)鹽等。
[0032]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述畜禽糞為牛糞。
[0033] 如上所述的應(yīng)用，所述菌渣堆肥的最適發(fā)酵溫度為50~60°C，發(fā)酵濕度為65~ 75%。
[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0035] (1)本申請(qǐng)?zhí)峁┑慕獾矸垩挎邨U菌BCB4所產(chǎn)濾紙酶（FPA)、內(nèi)切葡聚糖酶 (CMCase)、外切葡聚糖酶(C〇、葡萄糖苷酶(β-Gase)活性均較高，能提高菌渣堆肥發(fā)酵速度 和發(fā)酵質(zhì)量。
[0036] (2)本申請(qǐng)?zhí)峁┑木M，三種菌株之間可相互協(xié)同，進(jìn)一步提升發(fā)酵效率。
[0037] (3)本申請(qǐng)?zhí)峁┑慕獾矸垩挎邨U菌BCB4及其菌組在食用菌菌渣堆肥降解中的應(yīng) 用，操作簡(jiǎn)便，可行性高;堆肥后的菌渣的肥力得到了改善，可用于再次生產(chǎn)食用菌，還可用 作玉米基肥，提高玉米產(chǎn)量。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，以下將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。
[0039] 本申請(qǐng)?zhí)峁┑慕獾矸垩挎邨U菌(Bacillus amyloliquefaciens)BCB4,保藏于中國(guó) 微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心CGMCC，保藏地址為:北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1 號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏時(shí)間為：2015年07月21日，保藏編號(hào)CGMCC NO. 11141。經(jīng)保藏中心于2015年07月21日檢測(cè)為存活菌株。
[0040] 圖1為實(shí)驗(yàn)例1中革蘭氏染色后在光學(xué)顯微鏡(100 X)下的BCB4形態(tài)；
[0041 ]圖2為實(shí)驗(yàn)例1中LB固體培養(yǎng)基菌落形態(tài)；
[0042] 圖3為實(shí)驗(yàn)例2中BCB4 16S rDNA的PCR電泳圖；
[0043]圖4為實(shí)驗(yàn)例2中基于16S rDNA序列同源性構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)；
[0044]圖5為實(shí)驗(yàn)例3中葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線；
[0045] 圖6為實(shí)驗(yàn)例4中堆肥過(guò)程中溫度變化；
[0046] 圖7為實(shí)驗(yàn)例4中不同處理堆肥過(guò)程pH變化；
[0047] 圖8為實(shí)驗(yàn)例5中白靈菇菌渣堆肥過(guò)程中溫度變化；
[0048] 圖9為實(shí)驗(yàn)例5中白靈菇菌渣堆肥過(guò)程中電導(dǎo)率變化；
[0049] 圖10為實(shí)驗(yàn)例5中白靈菇菌渣堆肥過(guò)程中pH變化；
[0050] 圖11為實(shí)驗(yàn)例5中堆肥過(guò)程中速效氮含量變化；
[0051] 圖12為實(shí)驗(yàn)例5中不同菌渣堆肥對(duì)玉米產(chǎn)量的影響；
[0052]圖13為實(shí)驗(yàn)例5中不同菌渣堆肥對(duì)玉米千粒重的影響；
[0053]圖14為實(shí)驗(yàn)例5中不同菌渣堆肥