里氏木霉产纤维素酶碳源优化

分别使用不同预处理的纸浆、麸皮和玉米秸秆为碳源,诱导里氏木霉产纤维素酶。结果显示,使用φ(H2SO4)1.5%处理纸浆对里氏木霉产纤维素酶诱导效果最好,产酶历程中,最大的滤纸酶活、CMC酶活和β-葡萄糖苷酶活分别为2.92 IU/mL、2.20 IU/mL和0.89 IU/mL。处理玉米秸秆有较好的产酶诱导作用,分别使用10 g/L、50 g/L NaOH处理或φ(H2SO4)=1.5%处理玉米秸秆,滤纸酶活最大分别达到2.37 IU/mL、2.33IU/mL和2.53 IU/mL。麸皮是较差的里氏木霉产纤维素酶诱导物,分别使用φ(H2SO4)=1.5%、10 g/LNaOH,10 g/L NaOH或苯醇处理的麸皮为碳源,滤纸酶活最大分别仅有2.16 IU/mL、1.76 IU/mL和1.84 IU/mL。     

高效玉米秸秆降解复合菌系的筛选

为了促进玉米秸秆快速腐解还田,使秸秆资源能够在田间得到高效利用,减少环境污染,对实验室保藏的纤维素降解菌和木质素降解菌进行组合,以筛选高效降解玉米秸秆的微生物菌系,并通过玉米秸秆失重率、木质纤维素降解率评价该微生物菌系对玉米秸秆的降解效果。结果表明:由蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)、少孢根霉(Rhizopus microsporus)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiers)组成的复合菌系对玉米秸秆的降解效果最好,秸秆失重率为29.83%,纤维素降解率为56.14%、半纤维素降解率为47.98%、木质素降解率为42.18%。高效降解玉米秸秆复合菌系的筛选对解决秸秆还田,提高土壤肥力和作物产量具有重要的现实意义和经济意义,同时,也可解决环境污染,具有一定的社会和生态效益。     

毛头鬼伞菌株降解玉米秸秆的效果

以长白山腐殖质土壤为样品进行富集培养,筛选出能够降解玉米秸秆木质素的微生物,结合ITS生物学鉴定与形态学鉴定,确定筛选得到的菌株为毛头鬼伞Coprinus comatus。该菌株产漆酶酶活4.86 U/mL、木质素过氧化物酶酶活1.33 U/mL、锰过氧化物酶酶活2.96 U/mL、木聚糖酶酶活18.22 U/mL、羧甲基纤维素酶酶活性3.57 U/mL。该菌株降解玉米秸秆的失重率达23.65%,其纤维素降解率为17.06%,半纤维素降解率为7.65%,木质素降解率为35.67%。以上为进一步开发其在玉米秸秆降解方面提供了参考。     

纤维素水解酶的复配应用研究

以玉米秸秆酶解率为评价指标,采用混合试验设计优选商品纤维素水解酶的复配条件。结果表明最佳酶复配条件为滤纸酶活(FPU)∶CMC酶活(IU)∶β-葡萄糖苷酶(IU)∶木聚糖酶(IU)=8∶1∶133∶33。     

产芽孢木质素降解菌MN-8的筛选及其对木质素的降解

【目的】分离、筛选产芽孢的高效木质素降解细菌,并进一步研究其对木质素的降解作用,为木质素微生物降解规模化应用提供理论依据。【方法】采用苯胺蓝（Azure-B）变色圈法,结合木质素降解酶活力测定从牛粪中分离筛选出产芽孢的木质素降解菌。通过形态特征观察、生理生化试验、16S rDNA以及gyrB序列分析对其中活性最强的菌株进行种属鉴定。利用菌株进行玉米秸秆堆积发酵,监测发酵过程中木质素过氧化物酶（LiP）酶活力、锰过氧化酶（MnP）酶活力以及玉米秸秆中木质素含量的变化,考察菌株对玉米秸秆木质素的降解作用。利用气相色谱-质谱联用（GC/MS）方法对菌株发酵后玉米秸秆中的木质素降解产物进行分析,推测菌株对木质素的降解机制。【结果】分离筛选到一株活性较高的产芽孢的木质素降解细菌MN-8,经形态特征观察、生理生化试验以及16S rDNA序列分析,鉴定菌株MN-8属于芽孢杆菌属（Bacillus）。利用16S rDNA序列分析发现MN-8菌株与地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）和解淀粉芽孢杆菌（B. amyloliquefaciens）同源性均高于99%。而基于gyrB序列构建的系统发育树显示,该菌株与解淀粉芽孢杆菌同源性最高,为99%。因此确定MN-8菌株为解淀粉芽孢杆菌。在玉米秸秆堆积发酵16 d后木质素降解率可达24%;发酵的6-8 d及10-12 d 两个阶段内,分别出现MnP酶活力及LiP的产酶高峰期,相对应两个阶段内秸秆木质素的降解最为显著;GC/MS分析显示菌株MN-8可将玉米秸秆中木质素降解成4-羟基-3,5二甲氧基苯乙酮等芳香族类化合物及短链脂肪酸类等小分子物质。【结论】高效木质素降解菌解淀粉芽孢杆菌MN-8可以通过断裂木质素单体之间的连接键β-O-4,高效降解秸秆木质素成为小分子芳香族化合物等物质,且其对秸秆木质素的降解依赖于LiP及MnP的产生。     

施用秸秆降解专用菌对温室土壤养分及酶活的影响

[目的]以使用秸秆降解专用菌的土壤为研究对象,测定理化性质、微生物及酶活变化。[方法]观测不同时期土壤真菌变化,测定哈茨木霉的定殖率以及栽培前后土壤养分、酶活变化。[结果]使用秸秆降解专用菌后土壤中哈茨木霉有效菌数明显增加,有效改善土壤养分,明显提高碱性磷酸酶和脲酶含量。[结论]秸秆降解专用菌能促进作物对土壤中磷素、氮素的吸收和利用,并且能提高哈茨木霉定殖率,促进秸秆较快降解,进而提高产量。     

一组耐低温纤维素降解菌系培养条件优化及产酶分析

针对东北寒区冬季沼气发酵水解效率低下问题,从土壤中定向筛选一组耐低温纤维素降解菌系LTF-27。利用间歇试验,通过Box-Benhnken中心组合设计和响应面分析法(RSM),优化其稻秆水解培养条件。反应装置有效体积300 mL,底物唯一碳源为2 g·L~(-1)水稻秸秆,温度控制在(17±1)℃、摇床转速100 r·min-1,培养13 d。通过单因素和中心组合试验确定主要影响因素及优化组合为水稻秸秆2 g·L~(-1),(NH_4)SO_41.5 g·L~(-1),NaCl 5 g·L~(-1),酵母浸粉1 g·L~(-1),MgSO_40.057 g·L~(-1),CaCO_31.49 g·L~(-1),K_2HPO_40.75 g·L~(-1)。优化后低温条件下稻杆降解率可达64.51%,提高10.2%。利用分光光度法对复合菌系LTF-27产酶结果分析表明,该菌系可将纤维素降解为简单糖完整纤维素酶系,酶系中3种关键酶产酶过程相似,β-葡萄糖苷酶酶活(最大值3.4 IU·mL~(-1))较内切葡聚糖酶活(Cx)(最大值8.5 IU·mL~(-1))、外切葡聚糖酶活(C_1)(最大值7.9 IU·mL~(-1))活性低。     

一株高效纤维素降解细菌的筛选、鉴定及酶活测定

以胶南玉米秸秆堆积物为菌源,分离、筛选高效降解纤维素的菌株,并对其进行鉴定和酶活测定。结果表明:采用以秸秆为唯一碳源进行富集培养及刚果红脱色圈的方法,从胶南玉米秸秆堆积物中筛选出能降解纤维素的菌株10株;通过比较透明圈大小,筛选出一株产酶能力较高的菌株0901;采用3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS)测定菌株0901的纤维素酶活为1 267.43 U/m L;根据序列比对结果,构建关于0901的系统发育树,结合其形态特征和生理生化特性将其鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis);通过菌株对玉米秸秆的降解对其降解效果进行验证,降解30 d后玉米秸秆失重率为36.2%。表明,分离筛选出的枯草芽孢杆菌菌株0901的纤维素降解能力较高。     

高活力锰过氧化物酶菌株的选育及其酶学性质初探

【目的】选育锰过氧化物酶(MnP)活力高的诱变菌株,研究其在秸秆木质素降解中的作用。【方法】利用合适的紫外诱变剂量处理哈茨木霉WRF-2的孢子悬液,通过初筛和复筛,选出1株产锰过氧化物酶能力强的突变菌株,并对突变菌株产生的MnP酶学性质及突变菌株粗酶液对玉米秸秆中木质素的降解效果进行分析。【结果】将哈茨木霉WRF-2孢子悬液在紫外光照射90s后稀释10-4倍,经初筛和复筛获得了1株遗传性状稳定的正突变菌株0202。与出发菌株WRF-2相比,0202菌株的MnP活力提高了169.59%,木质素过氧化物酶(LiP)活力提高了17.98%。酶学性质测定结果表明,0202菌株的MnP底物作用的最适温度为40℃,最适pH为3.0,在pH2.5～3.5以及温度50℃以下MnP活力稳定。Cu2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+对0202菌株的MnP活力有促进作用,Fe2+、Zn2+则对其有抑制作用。用0202发酵后粗酶液处理玉米秸秆48h后,木质素降解率达到了23.64%。【结论】获得了MnP活力高的突变菌株0202,其木质素降解酶系为LiP-MnP型,其对玉米秸秆中木质素的降解效果明显提高。     

纤维素分解菌的筛选及玉米秸秆降解

从不同来源的土样中分离出降解纤维素能力强的5株霉菌及5株放线菌,测定了这10株菌在玉米秸秆发酵中的CMC酶及木聚糖酶的动态酶活。结果表明,霉菌菌株F6在整个培养过程中CMC酶及木聚糖酶的活性最高,分别为14.57和25.69 U/g,其次为放线菌A4,CMC酶及木聚糖酶酶活分别为8.62、27.07U/g。采用F6,A4处理玉米秸秆15 d,降解率分别达44.80%和41.12%。进一步研究表明,接种不同菌株后的玉米秸秆降解率与降解过程中菌株产CMC酶及木聚糖酶最大酶活呈显著的正相关关系。     

呕吐毒素降解菌A4的分离及降解特性研究

为了给呕吐毒素（DON）污染的谷物和饲料脱毒提供菌株资源,本研究从赤霉病污染区域的小麦田采集土壤样品,通过富集培养,分离筛选到一株DON降解菌,通过形态、16S rDNA、gyrB基因序列对降解菌进行菌种鉴定,液相色谱串联质谱和核磁共振鉴定降解产物,明确其降解途径和解毒机制,通过菌株生长特性、降解特性和基因组间差异分析比较DON降解菌A4、A8和A16之间的差异。结果表明：分离筛选获得DON降解菌A4,该菌能在10 h内降解9.7 μg·mLP＞-1P＞ DON,降解率高达97%。经鉴定,A4为德沃斯氏菌（Devosia sp.）。A4通过降解DON为3-keto-DON进行脱毒。A4的最适生长温度为35℃,最适NaCl浓度为2%,其耐热性和耐盐性优于菌株A8和A16。A4的最适降解温度为35℃、最适降解pH为8.0,其降解速率高于菌株A8和A16。通过平均核苷酸相似度（ANI）分析,A4与A8和A16之间的ANI分别为81.54%和77.87%,均低于95%,因此属于不同种的菌株。研究表明,筛选得到的新型DON脱毒菌株A4具有良好的抗逆性,为DON的污染控制提供了新的降解菌资源。     

密粘褶菌生物性降解对杉木木材性质的影响

选用密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum(Pers.)Murrill)对杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)木材进行生物性降解,研究不同降解时间对杉木木材化学成分、结晶度、微力学性能和微观形态的影响。结果表明,密粘褶菌不降解杉木木材的木质素,其中边材综纤维素、纤维素和半纤维含量在6周分别降低了6.91%、4.07%和13.34%;心材综纤维素、纤维素和半纤维含量在6周分别降低了6.84%、4.09%和12.97%。木腐菌处理后,杉木木材纤维素结晶度均有所降低;杉木的抗弯强度和抗弯弹性模量均呈现减小的趋势,18周时降到最低,杉木边材抗弯强度减少了46.17%,抗弯弹性模量减小了29.66%,心材抗弯强度减少了53.74%,抗弯弹性模量减少了47.74%。     

联苯菊酯降解菌的筛选、鉴定及其降解特性

【目的】筛选高效降解联苯菊酯菌株,为环境中联苯菊酯的生物修复提供菌种资源。【方法】采用室内培养法,从湖南某农药厂下水道污泥中,以联苯菊酯作为唯一碳源进行摇瓶培养筛选,以降解率作为评价指标确定高效菌株,根据生理生化特性和16SrDNA对菌株进行鉴定,并对降解的最佳温度、pH、接种量和联苯菊酯质量浓度进行了筛选。【结果】获得1株革兰氏阴性好氧杆状菌,经鉴定为戴尔福特菌(Delftiatsuruhatensis),命名为HLB-1。在pH7.0、30℃、接种量100mL/L、120r/min的条件下培养5d,菌株HLB-1对200mg/L联苯菊酯的降解率可达74.5%。获得的高效降解联苯菊酯菌株,其最佳降解条件为pH7.0,30℃,接种量100mL/L,联苯菊酯质量浓度为250mg/L。【结论】获得了1株联苯菊酯降解菌HLB-1,其具有一定的生产应用潜力,可作为环境中联苯菊酯农药生物修复的候选菌株。     

微生物燃料电池对磺胺间甲氧嘧啶的降解研究

为探究微生物燃料电池(Microbial fuel cells, MFCs)对抗生素磺胺间甲氧嘧啶(Sulfamonomethoxine,SMM)的降解效果及MFCs的产电性能,通过构建单室MFCs,比较不同电极材料、菌种种类、抗生素初始浓度以及腐植酸存在条件下MFCs对SMM的降解效果及其产电性能。结果表明:3种阳极材料下MFCs对SMM的降解率及产电性能的高低为碳毡碳纸石墨棒;在SMM初始浓度为10 mg·L~(-1)的条件下,以Shewanella putrefaciens为菌种的MFCs对SMM的降解率达到58.92%,高于Shewanella oneidensis MR-1的降解率46.48%,MFCs的最大输出功率前者比后者约高6.51 mW·m~(-2);随着抗生素初始浓度的增加,SMM的降解效果逐渐减弱,MFCs的电压输出逐渐降低;随着腐植酸浓度增加,SMM的降解率逐渐提高,MFCs的产电性能逐渐增强。研究表明,MFCs可以利用SMM作为燃料,在实现降解的同时输出电能,这为水体环境中磺胺类抗生素的高效低耗处理提供了科学依据。     

不同品种玉米秸秆体外发酵及养分瘤胃原位降解特性研究

【目的】探究5个玉米品种完熟期秸秆体外发酵及营养成分瘤胃原位降解特性,为其在草食畜中的利用提供营养技术参数。【方法】选用普通玉米（科湘玉11号,CM）、高油玉米（高油115,HOM）、糯玉米（科湘糯玉1号,WM）、饲用玉米（沪青1号,FM）和甜玉米（科湘甜玉1号,SM）等5个玉米品种为试验材料,于抽穗后第50天（完熟期）采集秸秆样品,利用体外产气试验及瘤胃原位降解试验测定其体外发酵特性及干物质（DM）、粗蛋白（CP）和中性洗涤纤维（NDF）降解率,研究其瘤胃降解动力学参数变化规律。【结果】饲用玉米的产气速度（k）显著高于糯玉米和普通玉米（P＜0.05）;初始发酵速率(FRD₀) 显著高于糯玉米（P＜0.05）,极显著高于普通玉米（P＜0.01）。甜玉米的体外干物质消化率（DMD）显著高于糯玉米、普通玉米和高油玉米（P＜0.05）。普通玉米秸秆发酵液中氨态氮浓度极显著高于其他4种玉米（P＜0.01）。高油玉米秸秆体外发酵液中总挥发性脂肪酸（TVFA）浓度极显著高于除普通玉米外的其他3种玉米（P＜0.01）,而普通玉米则显著高于糯玉米和甜玉米（P＜0.05）。甜玉米秸秆发酵液乙酸及高油玉米秸秆异丁酸物质的量比例显著高于饲用玉米;饲用玉米秸秆丁酸物质的量比例极显著高于其他4种秸秆。饲用玉米、高油玉米秸秆的干物质有效降解率均显著高于甜玉米（P＜0.05）;饲用玉米秸秆粗蛋白的有效降解率显著高于其他3个品种（P＜0.001）,普通玉米秸秆粗蛋白的有效降解率极显著高于糯玉米和高油玉米;饲用玉米和高油玉米秸秆中性洗涤纤维有效降解率分别显著和极显著高于甜玉米。【结论】不同玉米品种秸秆体外发酵及体内降解特性存在差异,饲用玉米和高油玉米等新型玉米品种秸秆具有与普通玉米相近甚至更高的营养消化率。     

甲氰菊酯降解菌ZH-3的分离鉴定及降解特性

【目的】分离筛选甲氰菊酯的高效降解菌株,为拟除虫菊酯类杀虫剂果蔬残留危害的综合治理提供候选生物制剂。【方法】采用基础盐培养基,从农药厂废水排放口的污泥中筛选降解菌,以甲氰菊酯为唯一碳源进行摇瓶培养复筛,以降解率为评价标准,确定高效降解菌株,根据形态、生理生化特征和16SrDNA序列同源性鉴定其种属,高效液相色谱法研究其降解特性。【结果】分离得到甲氰菊酯高效降解菌株ZH-3,初步鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)。菌株ZH-3能有效降解25～300mg/L的甲氰菊酯,在1%接种量、30℃、pH8.0、160r/min条件下,3d内对50mg/L甲氰菊酯的降解率为85.3%。【结论】菌株ZH-3对菊酯类农药的降解作用谱广,对甲氰菊酯、高效氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯氰菊酯及溴氰菊酯等均具有较高的生物降解作用。     

促进草酸青霉降解秸秆的表面活性剂效果研究

为了提高秸秆降解效率,本文探究了不同种类表面活性剂对秸秆降解菌降解秸秆的作用,并筛选出效果最佳的表面活性剂。首先筛选获得一株降解玉米秸秆能力较强的菌株——草酸青霉Z7-6;其次在液体发酵条件下,考察4种表面活性剂（两个浓度）对草酸青霉Z7-6降解玉米秸秆效果及产纤维素类酶的影响;最终通过固体发酵验证表面活性剂的效果。结...     

根际效应对狼尾草降解土壤中阿特拉津的强化作用

采用盆栽根袋培养法,研究了根际效应在狼尾草降解土壤阿特拉津中的作用。结果表明,盆栽培养28 d后,狼尾草对土壤中阿特拉津有较好的根际强化降解效果,狼尾草根际土壤阿特拉津去除率为52.70%,非根际土壤的阿特拉津去除率为37.60%。土壤自身具有修复阿特拉津的潜能,无狼尾草处理的湛江砖红壤中阿特拉津降解以非生物降解为主,降解率为16.90%,土著微生物对阿特拉津的生物降解效果弱于非生物降解,仅为11.70%。狼尾草通过根际效应显著提高了土壤总微生物数量和活性,增加了土壤可培养细菌、真菌和放线菌的数量,尤其是土壤可培养细菌数量,提升了土壤细菌群落结构的丰富度和均匀度,进而间接强化土壤阿特拉津的生物降解。     

敌草隆降解菌SL-6的筛选鉴定及降解条件优化

【目的】明确筛选分离得到的敌草隆降解菌株SL-6生物学分类地位,并优化其降解条件,为降解敌草隆提供新的途径。【方法】采用富集培养法从棉田中分离敌草隆降解菌SL-6,并通过16S rDNA及nrdA基因序列分析结合形态学、生理生化特征对其进行鉴定;运用HPLC法检测SL-6菌株对敌草隆的降解效果,研究该菌株在不同敌草隆初始质量浓度、接菌量、蔗糖含量、pH及温度条件下的降解能力并优化降解条件。【结果】从棉田土壤中分离得到7株菌株,其中,无色杆菌属Achromobacter菌株SL-6、SL-7和SL-9对敌草隆的降解效果好且消解动态符合消解动力学方程;木糖氧化无色杆菌A. Xylosoxidans SL-6降解效果最佳,第15天的降解率为94.6%。在敌草隆初始质量浓度为200 mg/L、接菌量为15%(φ)、不外加碳源、pH为8.0以及温度为30℃时,处理5 d后降解率达93.1%。【结论】SL-6菌株能够高效降解敌草隆,可作为新的菌株资源,为进一步研究微生物降解敌草隆奠定基础。     

具有生防功效的玉米秸秆降解复合菌系的构建

【目的】构建具有生防功效的玉米秸秆降解复合菌系,以提高玉米秸秆的降解率,并有效防治植物病害。【方法】通过对可产芽孢的11株纤维素降解菌（X₁～X₁₁）、17株半纤维素降解菌（B₁～B₁₇）、19株木质素降解菌（M₁～M₁₉）及1株生防菌（L）间亲和性的测定,构建复合菌系。测定复合菌系对玉米秸秆的降解能力,筛选出最优的复合菌系;通过16S rDNA序列分析,对组成最优复合菌系的菌株进行鉴定。以小麦种子发芽指数（GI）为指标,利用模拟堆肥试验研究最优复合菌系对玉米秸秆腐熟进程的影响;通过田间试验,研究最优复合菌系对番茄生长、产量的影响,并探讨其对番茄灰霉病的防治效果。【结果】通过亲和性试验初步构建了Z1(LM₅X₄B₂)、Z2(LM₃X₇B₅)、Z3(LM₃X₁₀B₂)和Z4(LM₅X₁₀B₁₂)4个复合菌系,其中复合菌系Z1综合效果最好,其对玉米秸秆的降解率最高（45.9%）。喷施复合菌系Z1的发酵液可加快玉米秸秆腐熟进度,堆肥第25天时GI值超过85%,玉米秸秆完全腐熟,腐熟进程较喷施清水的对照提前了4 d。秸秆还田时喷施Z1发酵液,可促进番茄生长,提高番茄产量,并且对番茄灰霉病具有一定的防治效果（防治效果为27.92%）。经16S rDNA测序,鉴定组成复合菌系的L为类芽孢杆菌、X₄为枯草芽孢杆菌、M₅和B₂为解淀粉芽孢杆菌。【结论】构建的复合菌系Z1具有生防和降解秸秆的双重功效,且使用成本低、操作简单,具有潜在的应用价值。