朽木来源纤维素分解细菌·真菌混合秸秆纤维发酵研究

[目的]为研究朽木生态小环境中各种微生物之间的相互作用和农业废弃秸秆的再利用奠定基础。[方法]利用分离的几株来源于云贵高原地区次生林朽木中具有较高纤维素分解活性的细菌（B2、Q1）、真菌（W9）与放线菌（H1）分别和混合发酵纤维素羧甲基纤维素钠和滤纸等底物,研究碳源种类、培养时间对纤维素分解酶活的影响。[结果]分离的4株菌及混合菌在4种碳源上均能良好生长,其中B2和H1在羧甲基纤维素钠为碳源培养72h的纤维素酶活性最高,分别为61．9U和57．7U;混合菌在各种碳源中发酵活力均较低;混合发酵较不同菌株单独发酵产生还原糖总量略有降低;在以玉米秸秆为唯一碳源的培养基上各种菌的纤维素分解酶活性随培养时间的延长逐渐增加。[结论]混合菌的纤维素分解活性均低于各种菌单独发酵。     

纤维素分解菌的分离及腐解稻草的研究

为了研制1种用于早稻秸秆还田的生物助腐剂,通过稀释平板法分离到了1株好气性纤维素分解细菌,CMC-Na酶活为3.2U,0.1%的尿素最适合该菌产纤维素酶,14d左右能够基本完成稻草的腐解过程,在19d内对早稻秸秆的腐解失重率为56.97%,比对照提高了4.44%.     

基于WSC-9的人工组建的简化复合菌系的纤维素分解能力与酶活特性

为了研究复合菌系分解纤维素的分解特性,将从复合菌系中分离的一株厌氧细菌WSC-B(Clostridium sp.)与另外2株好氧细菌(Bacillus sp.和Clostridiaceae sp.)重新组合为一个新的复合菌系F1,通过减重法分析F1纤维素分解能力,利用3,5-二硝基水杨酸显色法(DNS法)分析F1产生的几种纤维素酶的活性。结果表明:复合菌系在接种后10 d可使水稻秸秆和滤纸分别减重73.9%和70.6%。WSC-B、WSC-A、WSC-5比例为3∶2∶1时,降解效果最佳。复合菌系F1的纤维素滤纸酶活、外切酶、内切酶、β-葡萄糖苷酶的最大值分别为16.26 U·m L-1、56.25 U·m L-1、30.67 U·m L-1和10.81 U·m L-1。     

3种培养基分离高温纤维分解菌及其酶活测定

[目的]为高温纤维分解菌的有效分离和应用提供参考。[方法]分别采用3种培养基在50℃下从新鲜马粪、新鲜牛粪和陈垃圾土中分离高温纤维分解菌,研究不同样品中高温纤维分解菌的分离情况,分析其在不同培养基上的生长状况和CMC酶活力。[结果]3种样品中,牛粪的高温纤维分解菌数量显著或极显著多于马粪和陈垃圾土。从3种样品中均能分离到CMC酶活力较高的高温纤维分解菌。纤维素刚果红培养基分离的高温纤维分解菌数量最多,其培养高温纤维分解菌的能力最强。赫奇逊滤纸培养基分离到CMC酶活力较高的高温纤维分解菌的比例最大。[结论]纤维素刚果红培养基和赫奇逊滤纸培养基是分离纤维分解菌较好的培养基。     

人工组合纤维素分解复合菌系的构建及各组分对纤维素分解的影响

为研究复合菌系高效协同分解纤维素的机制,从天然富集且高效稳定分解纤维素的复合菌系WSC-9中分离获得的8株细菌纯培养进行组合,构建由3株厌氧菌(W-A、W-B、W-C)和2株好氧菌(W-3、W-5)组成且具有较高纤维素分解能力的组合,PCS培养基中50℃静止培养10 d可分解97.6%的滤纸。组合减少试验显示,W-B为纤维素分解的关键菌株,减少组合中任一菌株均会降低滤纸分解率,培养基中代谢产物乙醇、乙酸、丙酸等含量也发生变化。W-3和W-5对厌氧菌分解滤纸具有辅助作用,W-B和W-C分别对滤纸分解初期的乙醇和后期的己酸含量有重要影响,厌氧菌对培养基p H均有调节作用。     

奶牛瘤胃兼性厌氧纤维素分解菌的分离鉴定

【目的】从奶牛瘤胃液中分离出具有分解纤维素能力的兼性厌氧细菌,用于绿色粗饲料微生物添加剂的研发。【方法】从奶牛瘤胃中采取瘤胃液,接种于羧甲基纤维素钠平板,采用严格厌氧结合需氧培养方式进行培养,通过刚果红染色,筛选出分解纤维素能力强的兼性厌氧细菌;采用生化试验结合16S rDNA序列分析方法对细菌进行鉴定,并绘制系统发育树;同时对细菌生长特性及有无致病性进行初步测定。【结果】共分离到63株具有分解纤维素能力的细菌,其中29株有较强的分解纤维素能力,包括24株G-菌,5株G+菌;24株G-细菌中,18株为肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种,3株为铜绿假单胞杆菌,2株为大肠杆菌,1株为产酸克雷伯氏菌;5株G+细菌中,2株与苏云金芽孢杆菌有99.7%的同源性,2株与巨大芽孢杆菌有99.6%的同源性,1株与蜡状芽孢杆菌有99.5%的同源性,分类学上可分别归于苏云金芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌。细菌的生长特性及致病性试验表明,分离到的细菌在20~41℃、pH 5.0~9.0条件下生长良好,肺炎克雷伯氏菌、苏云金芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌无致病性。【结论】分离到的奶牛瘤胃兼性厌氧细菌,可用于绿色粗饲料微生物添加剂的研发。     

纤维素分解菌对堆肥有机质、全碳及纤维素降解率的影响

从堆肥、牛粪、秸秆堆腐物中分离4株纤维素分解菌。在纤维素粉及刚果红培养基中筛选出3株生长速度快、透明圈出现早且透明圈直径与菌落直径比值大的菌株,分别为FDQ1、FDQ2、FDQ3。不同菌株混合培养较单独培养酶活力提高,表明菌株间有协同作用。FDQ1＋FDQ2和FDQ1＋FDQ3菌株等比例混合进行牛粪与鸡粪混合堆肥,结束时有机质分别下降19.57%和18.40%,对照下降6.58%;全碳量分别为31.33%、32.42%,对照为41.20%,较发酵初期降低13.80%、12.71%和3.93%;纤维素分解率较对照提高95.12%和78.61%,表明纤维素分解菌在加快纤维素降解的同时还促进了碳素矿化。     

高效纤维素分解菌的分离及秸秆降解生物效应

秸秆还田可以改善土壤肥力、保护生态环境、促进农业可持续发展,土壤微生物特别是与纤维素降解有关的微生物在秸秆还田过程中起关键性作用。从长期堆放农业秸秆的土壤中采用羧甲基纤维素固体培养基平板稀释法和赫奇逊滤纸条液体培养基富集法分离纤维素分解菌;刚果红染色法和CMC酶活力测定法筛选高效纤维素分解菌;采用培养特性、形态特征和分子生物学方法对菌种进行鉴定;通过测定秸秆失重率和纤维素、半纤维素和木质素的含量及降解率研究其降解玉米秸秆的效果;并测定其处理的玉米秸秆粉末对紫苏和油菜生长的影响。结果在分离到的16种纤维素分解菌中筛选出高效纤维素分解菌菌株HLF4和YDL3。HLF4和YDL3菌株分别鉴定为栗褐链霉菌(Streptomyces badius)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。HLF4和YDL3及混合菌株处理的玉米秸秆分解能力与对照相比均显著提高;其中HLF4+YDL3混合菌株处理效果优于单菌株,其玉米秸秆失重率、半纤维素降解率、纤维素降解率以及木质素降解率分别比对照高52.00%、46.65%、42.11%和31.19%。用纤维素分解菌酵解的秸秆还田处理的紫苏和油菜叶片的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(hydrogen peroxidase,CAT)活性和叶绿素含量以及生长指标均显著高于对照;特别是用HLF4+YDL3混合菌株处理的各项指标显著高于单菌株处理。筛选的HLF4和YDL3菌株分解纤维素能力较强,且其混合菌株的分解纤维素能力更强,可作为高效纤维素分解菌用于田间种植。     

纤维素分解菌的分离筛选

[目的]为获得纤维素分解菌,以研究其在有机物质资源的利用上的应用。[方法]通过固体培养初筛和摇瓶发酵复筛从腐烂的含菌秸秆、腐叶、朽木和土壤中筛选出纤维素酶活较高的菌株,并对它们对不同碳源的利用进行了初步研究。[结果]通过初筛和复筛获得了内切酶活力和滤纸酶活力均较高的3株细菌和4株真菌。将7个菌株分别接种到不同碳源的液体培养基中,经3d培养后测定其CMC酶活,可发现不同菌株对同一碳源产生的酶活不同,同一菌株对不同来源纤维素的利用能力也不同。[结论]测定各菌株在不同纤维素碳源中的纤维素酶活力并将其应用于相应行业,这在生产上具有重大意义。     

秸秆纤维素分解菌的分离筛选

利用纤维素分解菌生产发酵饲料是当前饲料业的一个发展方向,它可将纤维素分解为牲畜可利用的糖。此项试验从各种土壤及饲料中分离到12株能分解纤维素的菌株。分别测定滤纸分解度、CMC酶活、FPA酶活和天然纤维素酶活,筛选出6株对天然秸秆纤维素有较强降解能力的菌株。通过改变其培养基中天然纤维素的含量,发现随着培养基中天然纤维素含量的增加,酶活力也随之升高。     

接种纤维素分解菌与固氮菌对牛粪堆肥发酵的影响

将牛粪与稻草按1:3.5的比例混合堆肥,接种纤维素分解菌、纤维素分解菌+固氮菌。结果表明,与接种纤维素分解菌和不接种的对照处理比较,接种纤维素分解菌+固氮菌的处理堆温上升显著加快、C/N(碳氮比)显著降低、pH在堆肥前期上升快;接种纤维素分解菌的处理比对照堆温上升加快、C/N低。在同时加入纤维素分解菌和固氮菌之后,堆肥过程中C/N明显降低,提高了堆肥的肥效,最大限度的保留了堆肥物料中的氮素营养。     

一个降解纤维素的复合菌剂对秸秆堆肥催腐熟效果

从环境中分离得到降解纤维素的细菌、放线菌、真菌等,将其制成具有协同作用的降解纤维素复合菌剂,研究其应用于秸秆堆肥的催腐熟效果。分别就堆肥的温度、含水率、pH值、全碳、全氮含量、粗灰分、粗纤维含量、微生物数量、耗氧速率、种子发芽率等指标进行研究。各项指标分别在堆肥的发热阶段、高温阶段、降温阶段和保温阶段呈较规律的变化规律,综合评定各指标可知,加入该菌剂的秸秆堆肥的腐熟时间和同期腐熟程度都较对照秸秆堆肥的快和强。由此可得,该菌剂具有对秸秆堆肥的催腐熟能力,为解决秸秆对环境造成的危害创造了可能。     

几种耕作状态下土壤微生物区系组成及其纤维分解作用强度研究

对海南省东方、保亭和儋州等县市橡胶园、香蕉园和蔬菜地的土壤样品进行分析测定。结果发现,3种不同耕作状态下,土壤微生物区系均呈现细菌>>放线菌>真菌的数量变化规律,且耕作地大于空闲地。不同耕作状态土壤,以菜地微生物数量最多,香蕉地最少。土壤微生物数量与土壤的pH和全氮显著相关。菜地土壤的纤维分解菌数量及其纤维分解作用强度明显高于橡胶园和香蕉园的,耕作地的高于对照的。纤维素分解作用强度与好气纤维分解菌数量和土壤pH显著相关,与微生物总数和细菌总数极显著相关。     

纤维素降解菌协同效应与粗酶液影响因素

高效微生物菌系和适宜反应条件是纤维素生物转化的关键。试验以前期分离获得的纤维素降解菌为基础,研究了降解菌之间的协同效应和粗酶液性质。结果表明,降解菌之间存在协同效应,其中X2与X5混合培养产酶能力达到了0.66 U.mL-1,比单一降解菌酶活力提高了将近1倍;其粗酶液最适反应温度和pH值为25℃和5.0;金属离子络合剂EDTA对酶活力的抑制效果较为明显;Ca2+和Mn2+是粗酶液的激活剂,在研究浓度范围内能够显著提升酶活力。研究结果为纤维素的生物转化提供了重要种质资源和技术参数。     

纤维素降解细菌的分离鉴定和筛选方法的研究

[目的]探索有效筛选纤维素降解细菌的方法。[方法]采用CMC-Na平板分离筛选具有高纤维素酶活性的细菌菌株并通过分子生物学手段对其进行鉴定。[结果]从秸秆和土壤中分离筛选获得了2株具有较高纤维素酶活性的细菌菌株xg1和h10,通过总DNA提取、PCR扩增,经16S rDNA测序及序列分析初步鉴定它们分别为枯草芽胞杆菌和蜡状芽胞杆菌。设计了一种根据水解透明圈直径的大小以初步确定菌株产酶活力高低的方法,发现菌株产酶酶活与透明圈直径之间呈现一定的函数关系。[结论]用CMC-Na平板筛选方法,可避免大量的盲目无效劳动,大大提高获得纤维素酶高产菌株的机率,是较好的筛选纤维素分解菌的方法。     

纤维素分解菌筛选方法初步研究

[目的]研究添加葡萄糖和明胶对纤维素分解菌筛选的影响。[方法]采用培养液富集,结合改良刚果红平板直接分离法筛选和分离纤维素降解菌。[结果]培养基中添加少量葡萄糖可以促进纤维素分解菌的生长,但降低了筛选效率;添加少量明胶有助于稳定纤维素分解菌在平板上水解圈的显色反应从而快速筛选纤维素分解菌。[结论]采用添加土壤浸汁和明胶的刚果红平板分离纤维素分解菌,是一种高效快速的纤维素分解菌筛选方法。     

微生物菌群之间配比协调关系的研究

对乳酸杆菌、乳酸球菌、枯草芽胞杆菌、酵母菌、大肠杆菌等菌种进行单独培养和不同比例的混合培养,测定了发酵过程中pH值、活菌数量及光密度的变化情况。结果表明,与含有25%混合菌液的发酵麸皮相比,含50%混合菌液的发酵麸皮,在发酵24 h后的需氧或厌氧活菌总数都有升高趋势(P>0.05),发酵1周后其pH值的下降趋势明显(P<0.05),说明乳酸菌数越多使pH下降越大。利用需氧(LB)和厌氧(MRS)培养液分别交叉培养需氧菌和厌氧菌,均能在相应的培养基上生长。充分说明厌氧菌和需氧菌混合培养在理论上是可行的。但是,如果用滤菌膜过滤后的培养过乳酸菌的MRS培养基来培养需氧菌时,这些菌种均不能在滤液中生长。