本发明公开了一株小白链霉菌及其在生产ε 聚赖氨酸中的应用,属于微生物发酵工程领域。本发明提供的小白链霉菌(Streptomyces albulus)GS114能够在含有10μg/ml以上的链霉素、庆大霉素和利福霉素中的一种或几种的琼脂培养基上生长,显示出很强的抗生素抗性,并能够在pH2.5 3.0的液体培养基中正常生长和大量合成ε PL,能够实现发酵200h后,发酵液中ε 聚赖氨酸浓度为65.7g/L,发酵240h后ε 聚赖氨酸产量达到80.0g/L以上。该菌株还具有良好的传代稳定性,是一株极具潜力的ε PL工业生产菌株。

本发明的第一个目的是提供一株具有高效合成ε-聚赖氨酸能力的小白链霉菌（Streptomyces albulus）GS114，于2019年7月29日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO: M 2019590，保藏地址为中国，武汉，武汉大学。

该小白链霉菌（Streptomyces albulus）GS114具有如下特性：

1、生物形态特性：

在蛋白胨酵母膏琼脂培养基上，30℃培养，气生菌丝生长良好，孢子成灰绿色链状，在显微镜下呈椭圆形；菌落及其背面呈黄绿色或黄褐色；在YP液体培养基内，菌丝较为松散，菌球较小；

2、抗生素抗性：

GS114能够在含有10 μg/ml以上的链霉素、庆大霉素和利福霉素中的一种或几种的琼脂培养基上生长，显示出很强的抗生素抗性；

3、高产ε-聚赖氨酸的特性：

在摇瓶发酵规模，分批发酵72 h，ε-聚赖氨酸产量达到3.0 g/L以上；在5 L发酵罐规模，补料分批发酵240 h，ε-聚赖氨酸产量达到80 g/L以上；

4、良好的传代稳定性：

具有优良的传代稳定性：经6次连续传代培养后，在YG发酵培养基中的摇瓶产量稳定在2.8±0.12 g/L；

5、低pH耐受性：

能够在pH2.5-3.0的液体培养基中正常生长和积累ε-聚赖氨酸，具有很强的低pH耐受性；

本发明的第二个目的是提供含有所述微生物的组合物。

ε-聚赖氨酸（简写ε-PL）是一种主要由小白链霉菌（Streptomyces albulus）经深层好氧发酵分泌获得的一种同型氨基酸聚合物，聚合度一般为25~35。作为生物防腐剂，ε-PL具有抑菌谱广、易溶于水、热稳定强、安全性高等特点，，被日本、韩国、美国、欧洲和中国等国家和地区批准应用于食品和化妆品等领域；而作为生物聚合物，ε-PL则被广泛用作生物可降解材料、药物载体、生物芯片外被、乳化剂、高吸收性水凝胶和抗癌增进剂等领域。由此可见，ε-PL是一种性能优良、用途广泛的新型工业生物技术产品，具有广阔的市场应用前景。然而，由于生产菌ε-PL合成能力弱，造成的发酵水平低、提取难度大和生产成本高一直是困扰ε-PL大规模应用的瓶颈。因此，选育ε-PL高产菌株，提高ε-PL发酵水平以降低其生产成本，对推动ε-PL产业发展具有重要价值和意义。

目前为止，岩田敏治等在中国申请的专利（名称：大量生产ε-聚-L-赖氨酸的菌株和生产方法，专利号：97182253.0）公开了一株对浓度10 mg/mL或更高浓度的S-2-氨基乙基-L-半胱氨酸（AEC）具有抗性的高产诱变菌B21021（FERM BP-5926），并从发酵液中分离和提取了ε-PL。1989年，日本Chisso公司利用小白色链霉菌实现了产业化生产，ε-PL产量达到48.3 g/L，为国际上报道的最高水平。

目前虽然已报道了几株ε-PL高产菌，但就其ε-PL和葡萄糖转化率而言，据日本的报道还有一定的距离。因此，筛选具有更高产量的ε-PL生产菌株十分重要。常见的ε-PL高产菌株的选育的方法是筛选具有L-赖氨酸结构类似物抗性和产物ε-PL抗性的突变菌株，然而这些“筛子”筛选效果一般，价格也十分昂贵，不适合大规模的应用于育种工作。

江南大学（Jiangnan University），坐落于无锡市，是中华人民共和国教育部直属高校，国家“双一流”建设高校， “211工程”、“985工程优势学科创新平台”重点建设高校，入选国家“111计划”、卓越农林人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家级新工科研究与实践项目，是高水平行业特色大学优质资源共享联盟成员、“一带一路”高校食品教育科技联盟成员、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家大学生文化素质教育基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地。

1、本发明的小白链霉菌GS114能够在含有10 μg/ml以上的链霉素、庆大霉素和利福霉素中的一种或几种的琼脂培养基上生长，显示出很强的抗生素抗性，有利于发酵过程中添加抗生素抑制杂菌生长、避免杂菌污染的工艺操作；

2、本发明的小白链霉菌GS114在含有30 g/L以上的ε-聚赖氨酸液体培养基中能够正常生长和积累ε-聚赖氨酸，显示出该菌株具有很强的产物耐受性且能够解除产物抑制效应，更容易实现高浓度ε-聚赖氨酸发酵；

3、本发明的小白链霉菌GS114能够在pH2.5-3.0的液体培养基中正常生长和积累ε-聚赖氨酸，展现出该菌株具有很强的低pH耐受性，有利于发酵过程的抗逆性；

4、本发明的小白链霉菌GS114还具有优良的传代稳定性：经6次连续传代培养后，在YG发酵培养基中的摇瓶产量稳定在2.8±0.12 g/L。

5、本发明的小白链霉菌GS114具有很强的ε-PL合成能力。该菌株能够以葡萄糖为碳源，通过分批补料发酵192 h大量合成ε-PL，产量可达到56.3g/L，生产效率高达7.03 g/L/d。

6、小白链霉菌GS114可以葡萄糖为碳源大量合成高聚合度（范围为24-34）的ε-PL产品。

7、本发明通过优化发酵条件，使小白链霉菌GS114实现发酵240 h ε-聚赖氨酸产量达到80.0 g/L以上的效果，为已报道的最高发酵产量。

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