专利名称：一株嗜热厌氧菌株及其应用的制作方法木质纤维素是植物细胞壁的主要组成成分，包括纤维素、半纤维素和木质素。一般木材中，纤维素占40 50%，半纤维素占10 30%，木质素占20 30%。目前，这些可再生的木质纤维素绝大部分尚未得到有效的利用，而且因焚烧，丢弃等不合理的处理造成了严重的环境污染。以木质纤维素生产乙醇在可持续发展战略中拥有相当大的优势，即可以减少环境的污染和(X)2的排放量，又可以降低生产成本。与目前巴西，美国等普遍采用的以玉米等粮食作物为主的乙醇生产相比，以木质纤维素生产乙醇还具有“不与人争粮、不与粮争地”的优点。木质纤维素乙醇实现工业化生产的最大障碍是其生产成本高，而使成本过高的原因除预处理成本过高之外，还有以下三个主要原因(1)纤维素酶成本过高。与粮食乙醇相比，木质纤维素生产乙醇中纤维素酶的成本占到了 30%-50%，而粮食生产乙醇中的淀粉酶成本只有8%; (2)缺乏能够高效利用戊糖(C5糖)的发酵菌株。同纤维素相比，半纤维素更容易被水解，而其含量仅次于纤维素。而半纤维素水解产生的木糖、阿拉伯糖等戊糖不仅不能被传统的酿酒酵母、Saccharomyces cerevisiae)和运动发酵单胞菌、Zy_onas mobilis) 所利用，而且抑制它们的生长，从而降低了原料的乙醇转化率。因此，选育高效利用戊糖生产乙醇的发酵菌株也是实现木质纤维素乙醇产业化的技术关键。(3)到目前为止，所有用于工业生产乙醇的代谢工程菌仅限于革兰氏阳性，中温专性厌氧菌，而利用中温厌氧菌发酵生产乙醇，发酵属于放热过程，造成发酵体系温度升高，影响细胞本身正常生理活动。因此， 为了保持发酵菌的活性，需要给发酵罐配备冷却装置。同时，乙醇蒸馏回收需要在高温条件下，又需要加热，这些都增加了乙醇的成本。若在高温下进行发酵，就可以节约冷却和加热的成本。同时，高温能有效的抑制杂菌生长，提高乙醇得率。因此，开发能够利用纤维素、半纤维素，以及纤维素、半纤维素的水解产物，在高温下发酵生产乙醇的菌株势在必行。
本发明克服了现有技术的不足，提供了一株嗜热厌氧菌株 Thermoanaerobacteriumsx>. Rxl，该菌株已于2011年4月5日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为=CCTCC NO =M 2011109。本发明另一目的是将嗜热厌氧菌株应用在发酵生产乙醇中。本发明中所述发酵生产乙醇是利用葡萄糖、木糖、果糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露醇、乳糖、麦芽糖、纤维二糖、木聚糖、淀粉、果胶中一种或几种任意混合发酵生产乙醇。本发明中所述发酵生产乙醇是利用半纤维素发酵生产乙醇。本发明提供的菌株能与C/osirii/i 腫菌进行共培养，利用木质纤维素发酵生产乙醇。本发明另一目的是将嗜热厌氧菌株应用在利用木质纤维素发酵生产氢气方面。本发明另一目的是将嗜热厌氧菌株应用在对其进行一个或复数个基因的改造或外源基因的导入获得突变株中。本发明中所述的嗜热厌氧菌株 力acteri腫sp. Rxl主具有以下微生物学特征本菌株分离及培养的基础培养基采用改良的M640培养基(DSMZ)，命名为MM640，培养基组分如下=NH4Cl 0. 9g，MgCl2 · 6H20 0. 4g，KH2PO4 0. 75g，K2HPO4 1. 5g，蛋白胨 2g，酵母膏lg，FeCl3 · 6H20 2. 5mg,木糖IOg,半胱氨酸盐酸盐0. 75g，刃天青0. 5mg,微量元素溶液-SL-10 1ml，维生素溶液5ml (培养基灭菌后用0. 22水系膜过滤加入)，各组分溶解后定容至1000ml，培养基加热从蓝色变为无色后，采用铜柱除氧系统除氧，分装到充满氮气的亨特试管中，每管装5ml，12rC灭菌后备用。微量元素溶液-SL-10组分为HC1 (25%; 7. 7 Μ) 10ml，FeCl2 ·4Η20 1· 5 g，ZnCl2 70mg, MnCl2 · 4H20 IOOmg, H3BO3 6. 0 mg, CoCl2 · 6H20 190mg, CuCl2 · 2H20 2mg, NiCl2 · 6H20 24mg, Na2MoO4 · 2H20 36mg，首先将FeCl2溶解到HCl中，然后加入蒸馏水，再溶解其它盐，定容至1000ml，备用。维生素溶液维生素H ang，叶酸ang，盐酸吡哆辛10mg，盐酸硫胺5mg，核黄素 5mg，烟酸5mg，D-泛酸钙5mg，维生素B12 0. lmg，对氨基苯甲酸5mg，硫辛酸5mg，溶解后定容至1000ml，_20°C保存备用。除温度、pH实验之外的其它实验均在55°C，pH值7. 0的条件下培养，接种量均为洲，所有实验都设3组平行实验。本发明中除特殊说明外，鉴定菌株特性的培养基采用 MM640培养基(碳源为木糖)。1、形态学特征本发明菌株Rxl是从云南省保山市温泉泥水样中分离筛选得到的，MM640培养基培养， 菌体为白色。相差显微镜观察，细胞为杆状，运动，在指数生长期后期，稳定期前期有芽孢形成。(见图1)2、生理学特征
菌株Rxl为革兰氏阳性专性厌氧菌，生长温度范围为38°C 68°C，最适生长温度为 50 55°C ；生长的pH范围为4. 5 8. 0，最适pH=7，氯化钠的耐受浓度为3% ；硫代硫酸钠被还原成硫储存在细胞内，同时体外也有硫的存在(见图2)，且胞外存在的硫与培养基中的氯化亚铁反应能生成黑色沉淀硫化亚铁(见图3)。硫酸盐，亚硫酸盐几乎不影响Rxl的生长， 还原产物都为硫化氢，而在硫存在的条件下，Rxl几乎不生长，但也检测到硫化氢的产生。本发明中Thermoarmerobacterium sp. Rxl的碳源利用情况如下(见表1) 表1 本发明菌株的碳源利用结果


本发明公开一株嗜热厌氧菌株Thermoanaerobacteriumsp.Rx1，已保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏号CCTCCNOM2011109，本发明提供了该菌株的形态学及其生理生化特征，根据形态学、生理生化、G+C%含量和DNA-DNA杂交结果分析，Thermoanaerobacteriumsp.Rx1是Thermoanaerobacterium属的一株新种，该菌株可以直接利用木聚糖、淀粉、果胶等多糖，以及葡萄糖、木糖、果糖、甘露糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖、阿拉伯糖等来源于木质纤维素生物质的糖类及其甘露醇等醇类物质，同时将其转化为乙醇。其中，Rx1以40g/l的木聚糖为碳源进行发酵时，发酵液中乙醇产率最高，为66.61mM。