降解棉秆纤维素分解菌的筛选及其降解特性研究

从土壤中筛选到两株能降解棉秆的纤维素分解菌M59、F115,通过构建酶活曲线确定了发酵周期,并进一步检测了不同氮源、不同浓度对菌株降解棉秆酶活的影响。结果表明,M59和F115均能有效降解纤维素,在刚果红纤维素平板上形成的水解圈直径〉0.5cm,降解滤纸的CMC酶活〉7.8 U.ml-1,FPA酶活〉3.9 U.ml-1;两菌株均能降解棉秆且维持较高的酶活（CMC酶活〉7.0 U.ml-1,FPA酶活〉2.5 U.ml-1）,发酵周期均确定为10d;氮源及其浓度对两菌株降解棉秆的CMC酶活和FPA酶活影响显著,以0.5%的酵母粉、蛋白胨作氮源,菌株M59的CMC酶活和FPA酶活、F115的CMC酶活均最高,可确定0.5%酵母粉、蛋白胨为两株纤维素分解菌较适宜的氮源。     

纤维素降解菌系的筛选及降解稻草条件研究

以已分离的11株纤维素降解菌为材料,采用滤纸崩解法和透明圈法,初步筛选出4株纤维素降解能力较强的菌株.将这4株单菌进行两两组合.研究混合菌系在9d内的CMC酶活和FPA酶活与单菌发酵之间的异同.结果表明,混合菌发酵CMC酶活和FPA酶活均优于单一菌株;同时筛选出一组具有高降解能力的混合菌体系;并对该混合菌系降解稻草的最...     

秸秆纤维素降解菌的分离及筛选初探

从常年堆放秸秆垛下面的土壤及腐烂的秸秆中筛选出6株降解纤维素能力较强的菌株,并对这6株菌进行滤纸(FPA)酶活和羧甲基纤维素钠(CMC)酶活的测定。其中X-3、X-4、X-5菌的酶活最佳,X-3的FPA和CMC酶活分别为2.69 U/mL、33.28%;X-4的FPA和CMC酶活分别为24.70U/mL、60.55U/mL;X-5的FPA和CMC-Na酶活分别为9.06U/mL、44.91U/mL,该3株菌株在7 d内对秸秆的降解率高达39.35%、44.38%和52.40%,根据X-3、X-4、X-5的菌落及个体形态特征,初步判定X-3、X-5为唐氏木霉。     

纤维素高效降解真菌-细菌复合系的筛选及其分解特征

真菌-真菌或细菌-细菌复合系可提高纤维素的降解,但人们对真菌与细菌组成复合系的降解情况知之甚少.本文以真菌(LF1,LF3)和细菌(DS6,DS9)各2株组合形成11个复合系,通过比较单一菌种及各复合系在常温20℃下的羧甲基纤维素(CMC)酶活和滤纸糖酶(FPA)酶活来分析分解特征,进而确定高效降解复合系.结果表明,CMC酶活和FPA酶活随时间的变化规律基本一致,单一菌种中LF3最大CMC酶活(Mc)和最大FPA酶活(Mf)为最高,分别为1.99 U和1.18 U;除LF3与细菌组成的复合系之外,其余复合系的最大酶活均明显高于其所含菌种单一培养时的,复合系L13(含LF1和LF3)的CMC和FPA酶活均于168h达到最大,且在所有复合系中其Mc和Mf最高,分别达到了3.95 U和2.23 U;复合系D6L13(含DS6、LF1和LF3)的Mc和Mf仅次干L13,分别达到了3.54 U和1.82U,出现时间分别为168h和144h.     

菌酶共降解棉秸秆的工艺研究

[目的]研究菌酶共降解棉秸秆工艺,为菌酶混合棉秸秆固体发酵的研究提供相应的工艺参数和理论依据.[方法]根据羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活确定最佳混菌组,采用正交试验,研究不同混菌组、酶制剂、含水量对NDF含量、ADF含量、纤维素含量、纤维素降解率的影响,并且通过感官评价、pH值及干物质含量确定发酵棉秆品质.[结果]发酵最优条件为A1B2C2,即混菌组为Lp+∶TH14∶295∶BS-2=1∶1∶1∶1,酶活为15 000 U/g,加水量为50;.最优发酵条件下,NDF含量降低4.61;,ADF含量降低8.01;,纤维素含量降低10.74;,纤维素降解率达25.62;,pH值为4.21,干物质含量为54.2;,棉秆品质为优等.[结论]菌酶混合发酵棉秸秆提高棉秆品质的最佳条件.     

腐熟堆肥中维素降解菌筛选鉴定及酶学特性研究

为筛选高效纤维素降解菌,促进堆肥过程中秸秆等纤维素物质快速腐解,在以牛粪和秸秆为材料的腐熟堆肥中分离菌株,以刚果红培养基和滤纸条降解试验初筛菌株,筛选出透明圈与菌落直径比值较大、滤纸条分解能力较强的菌株,作液体发酵培养,测定其酶活力,得到羧甲基纤维素(CMC)酶活和滤纸(FPA)酶活均较高2株菌(1号和7号),并将其在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源产酶培养基中作产酶特性研究。结果表明,pH 6.5,培养时间48 h条件下,1号和7号菌株CMC酶活分别为26.82和31.28 U·m L-1,FPA酶活分别为20.32和20.82 U·m L-1。通过形态学、生理生化特征、16S rDNA核酸序列分析及26S rDNA的D1/D2区域测序鉴定,确定1号菌属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),7号菌属于隐球酵母菌(Cryptococcus flavescens)。     

棉秸秆纤维素降解菌系构建及固体发酵条件优化

【目的】构建棉秸秆降解菌系及其固体发酵条件优化。【方法】根据羧甲基纤维素酶活(CMC)和滤纸酶活(FPA)筛选纤维素降解能力强的菌株,与调节发酵品质的菌株配比,采用响应面法评价初始含水量、接种量、发酵天数及其交互作用对棉秸秆纤维素降解率的影响。【结果】得到24株纤维素降解菌,其中一株透明圈直径与菌落直径的比例最大值 6.20,FPA酶活力9.699 U/h,CMC酶活力10.435 U/h,通过鉴定为枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis),与产朊假丝酵母(Candida utilis)、植物乳杆菌(lactobacillus plantarum)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)构建复合菌系按1∶1∶2∶1进行发酵,对模型进行方差分析,方程回归显著(P<0.000 1),接种量15.0%,发酵时间35.0 d,水分80.0%时,纤维素降解率达35.91%,接种量对纤维素降解率影响最大。【结论】构建了棉秸秆纤维素降解菌系,确定了固体发酵最佳条件,为棉秸秆饲料化提供了实验及理论依据。     

高效纤维素降解真菌的筛选及粗酶活性

[目的]筛选纤维素酶活力高的纤维素降解真菌,研究其粗酶活性.[方法]从土壤中分离、筛选高效纤维素降解菌,以透明圈试验和滤纸降解试验验证其降解能力,通过菌落菌丝形态及rDNA-ITS序列测序鉴定菌株种属,通过改变培养时间、氮源、装液量、起始pH及培养温度5个因素探讨纤维素降解真菌的最适产酶条件.[结果]得到3株纤维素降解真菌QS2、QS6和QW9,经鉴定确定QS2和QS6属青霉属(Penicillium),QW9为康宁木霉(Trichoderma koningii).QS6菌株的FPA酶活和CMC酶活在3个菌株中均表现活力最高,且最适产酶条件为32℃时氮源为磷酸铵、起始pH 6.0、装液量100 ml,培养时间14 d.[结论]高效纤维素降解真菌粗酶活性的研究为纤维素酶的发酵生产提供一定的技术支持.     

复合纤维素降解菌对城市落叶的降解研究

[目的]研究了纤维素降解菌处理落叶的方法,以解决目前城市落叶难于处理的问题。[方法]以落叶为发酵过程中唯一的碳源,研究不同起始pH值对降解过程中的pH值和酶活的影响,确定发酵最佳起始pH值;比较不同培养方式对降解效果的影响;测定发酵过程中产酶、产还原糖的变化;通过干物质的变化及其分解率来确定降解效果。[结果]试验得出,发酵的最佳起始pH值为6.0。静瓶培养比摇瓶培养降解效果更明显。在发酵第5天出现最高CMC酶活,达到9.012 U;第7天滤纸酶活最高,达到14.806 U。发酵结束后,干物质的分解率最高可达到43.42%。复合菌系对发酵液的pH值有良好的调节作用。[结论]纤维素降解落叶的方法不仅能够产还原糖还能够有效减少干物质量,对实际应用有积极的意义。     

复合菌系发酵条件及其牛粪堆肥纤维素降解的影响

[目的]为快速降解堆肥中的纤维素提供理论依据。[方法]从碳源、氮源、固液比、接种量、培养基初始pH值等方面,研究复合菌系产酶条件,及其对牛粪堆肥纤维素降解的影响。[结果]酶活力最高培养基配方为稻草粉∶麸皮=6∶4,豆饼粉2%,固液比1.0∶2.5,接种量10%;最佳培养条件：pH值为7.5,装料量50g,培养温度32℃,培养时间6d。在该条件下,CMC、FPA酶活力分别达到4564.86、624.13IU/g,堆肥结束时,纤维素降解率为74.24%。[结论]复合菌系能有效促进堆肥纤维素降解,加快堆肥腐熟速度。     

废弃菌渣中纤维素降解细菌的筛选及其降解特性分析

【目的】研究羧甲基纤维素钠（CMC-Na）和纤维素粉对纤维素降解细菌筛选结果的影响,为废弃食用菌菌渣的综合利用提供参考依据。【方法】分别以CMC-Na和纤维素粉为唯一碳源,采用刚果红染色法从废弃菌渣中筛选出具有纤维素降解性能的细菌,利用形态学和分子生物学对其进行鉴定,通过酶活力测定和滤纸崩解试验对各菌株的纤维素降解特性进行对比分析。【结果】从CMC-Na固体培养基分离纯化获得的34株细菌中有7株具有较好的纤维素降解性能,经鉴定主要是芽孢杆菌（Bacillus sp.）、枯草芽孢杆菌（B. subtilis）和解淀粉芽孢杆菌（B. amyloliquefaciens）,而从纤维素粉固体培养基分离纯化获得的36株细菌中有7株具有较好的纤维素降解性能,经鉴定主要是高山芽孢杆菌（B. altitudinis）、甲基营养型芽胞杆菌（B. methylotrophicus）、解淀粉芽孢杆菌、解淀粉芽胞杆菌植物亚种（B. amyloliquefaciens subsp.plantarum）、沼泽芽孢杆菌（B. vallismortis）、贝莱斯芽孢杆菌（B. velezensis）和芽孢杆菌。通过酶活力测定试验和滤纸条崩解试验发现,g31菌株在7 d内能将滤纸崩解成糊状,该菌株具有最高的滤纸酶（FPase）和内切葡聚糖酶（CMCase）活力,分别为33.14和394.41 U/mL,而C23菌株具有较高的β-葡萄糖苷酶（β-Gase）活力,为118.12 U/mL,g29菌株具有较高的外切葡聚糖酶（Cex）活力,为1.22 U/mL。【结论】以纤维素粉为碳源分离筛选得到的纤维素降解细菌种类更丰富,具有更好的滤纸崩解效果和更高的酶活性能,可为纤维素降解提供优质的菌种资源。     

纤维素降解菌的筛选与高效混合菌群的构建

【目的】从土壤中筛选纤维素降解菌,对其进行组合培养获得可高效降解纤维素的混合菌群,为微生物混合培养降解纤维素提供理论基础。【方法】采用刚果红纤维素琼脂平板培养基从土样中初步筛选纤维素降解菌,再以内切酶（CMC）、纤维素全酶（FPA）、外切酶（C₁）和β-葡萄糖苷酶（β-Gase）4种酶活性为指标进行复筛,对复筛获得的高效菌株进行组合培养,筛选高效组合菌群。对复筛后的菌株通过菌落和菌体形态进行初步鉴定。【结果】筛选获得了y3、yi-71、ye-9、er-72和se-93等5株活性较高的纤维素降解菌,对其进行组合培养,得到1个较好组合ye-9/er-72/se-93,其CMC、FPA、C-1和β-Gase 4种酶活性分别为3.18,1.67,1.08和1.12 U/mL,均比单菌株有一定程度提高。初步鉴定ye-9、er-72、se-93均为放线菌。【结论】组合菌群对纤维素的降解效果优于单一菌株。     

高温纤维素分解菌筛选及JSU-5产纤维素酶特性研究

[目的]为产纤维素酶菌株的选育和产酶研究提供参考依据。[方法]从牛粪和麦秸秆堆肥中筛选出高温纤维素分解菌,对其产纤维素酶的条件：碳源、氮源、pH值、NaCl浓度、装液量等进行研究,并用正交试验确定最佳发酵条件。[结果]从筛选出的分解纤维素的11株高温菌种中选出产酶活性较高的JSU-5。其高温产酶条件优化结果表明,当pH值在6左右时,产酶活性最高;培养时间为5 d时,产酶活性最高;以麦草为碳源,产酶活性最高;以黄豆饼粉为氮源,产酶活性最高;较为适合的钠盐浓度为0.2%。培养基组分中影响纤维素酶活性的主要因素为碳源、水分和氮源。[结论]菌株JSU-5产纤维素酶培养基的最佳营养组成为麦草装量50 g/L,黄豆饼粉30 g/L,NaCl2 g/L,装液量60 ml,pH值为6.0,发酵温度为50℃。该条件下所产酶活力为113.4 U/ml。     

高产碱性纤维素酶细菌的筛选鉴定及其酶学特性与发酵条件研究

【目的】从自然环境中分离筛选高产纤维素酶的菌株,开展碱性纤维素酶的酶学特性分析,为该菌株及所产纤维素酶的综合开发利用打下基础。【方法】采用羧甲基纤维素钠（CMC_Na）平板筛选法筛选纤维素酶高产菌株,利用生理生化分析结合分子生物学法对菌株进行鉴定,并通过3, 5-二硝基水杨酸（DNS）法研究其活性特征与发酵条件。【结果】在长期覆盖枯树叶的土壤中分离获得1株高产碱性纤维素酶的菌株,经鉴定该菌株为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）,名称为B. cereus strain CQNUX 3-1。酶活性分析显示该菌株胞外分泌液具有内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶及β-葡萄糖苷酶的活性,其酶活力分别达107.7、33.1和155.6 U/mL。酶学特征分析表明3种酶组分均具有较好的耐碱和一定的耐高温能力。其中,内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的最佳反应温度分别为70、60和40℃;最佳反应pH分别为8.0、9.0和9.0;Fe3+能增加3种酶的酶活力,而β-葡萄糖苷酶具有较好的EDTA、尿素和Cu2+耐受性。发酵条件对菌株产酶的分析结果表明,该菌株发酵温度在37℃较适宜;发酵第4 d时的酶活力达最大值;该菌株能在碱性发酵环境下生长并产酶,在初始pH为7.0时发酵酶活力最高。【结论】筛选获得的纤维素酶高产菌株B. cereus strain CQNUX 3-1所生产的纤维素酶具有较高的反应温度适用性和较强的碱耐受性,菌株发酵产酶温度适中,且有较宽的发酵pH适用范围,可作为碱性纤维素酶生产资源菌株,具有应用于纤维素酶制剂制备与生产、纤维素资源综合利用等领域的潜力。     

牛粪常温厌氧发酵特性的试验研究

[目的]探求较低温度下厌氧发酵的变化规律,为提高厌氧发酵效率提供科学数据.[方法]利用固体发酵罐,采集呼图壁西域春奶牛场的鲜牛粪为常温厌氧发酵的原料,以容器体积的1/4原料量进行39 d的厌氧发酵,并对发酵前后牛粪常规理化指标进行了检测分析.[结果]常温厌氧发酵从第7 d开始产气,第31 d停止产气,总产气量是3 893 mL,第26 d时沼气的日产气量相对最高,达730 mL/d;外界温度和pH是影响产气量的主要因素,其中堆体中层温度>表层温度>室温,pH(在6.4～7.3)总体表现为下降的趋势;TN含量有一定降低,TP含量呈上升趋势,TK含量变化不明显.[结论]牛粪作为有机肥完全符合技术指标要求,而且发酵后,总养分和有机质均有一定程度的增加.     

黑曲霉ZD利用棉花秸秆固体发酵产纤维素酶条件优化

【目的】以棉花秸秆作为发酵基质,优化黑曲霉(Aspergillus niger)ZD固体发酵产纤维素酶的发酵条件。【方法】以固体发酵条件(棉花秸秆和玉米粉的比例、发酵时间、接种率、含水量和pH值)为优化因素,通过单因素试验和Plackett-Burman试验,确定主要影响因素;再由最陡爬坡试验确定优化中心点,最后通过 Box-Behnken中心组合设计确定主要影响因素及其交互作用对固体发酵产酶的影响,并对其进行回归分析。【结果】由单因素试验和Plackett-Burman试验确定碳氮比,接种量和含水率为主要影响因素;最陡爬坡试验确定棉花秸秆与玉米粉的比例4∶1,接种量10%和含水率60%为中心点;Box-Behnken中心组合试验确定最佳发酵条件:棉花秸秆和玉米粉的比例为4.4∶1,接种量8.12%,含水率60%,发酵时间40 d,pH为4,此条件下羧甲基纤维素钠酶活最高,为310.885 U/mL;比未优化条件下的酶活207.496 U/mL提高了49.8%。【结论】确定黑曲霉ZD利用棉花秸秆固体发酵产纤维素酶的最优条件,为利用该菌制备棉花秸秆发酵饲料,降解棉花秸秆纤维素含量,提供了理论依据和工艺参数。     

草地贪夜蛾肠道细菌分离鉴定与功能初探

【目的】明确草地贪夜蛾幼虫肠道细菌的种类和功能,以诠释肠道细菌对草地贪夜蛾寄主植物适应性的影响,为揭示草地贪夜蛾的寄主适应机制及进一步预测其寄主谱扩张趋势提供依据。【方法】采用传统的微生物分离纯化方法对草地贪夜蛾肠道细菌进行分离纯化,对分离获得的细菌菌株进行16S rRNA序列同源性分析鉴定;利用筛选培养基对产生纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶及对苯酚有代谢能力的菌株进行初筛,并进一步用DNS法测定相关菌株产纤维素酶、木聚糖酶和果胶酶的酶活性,用含苯酚的无机盐培养基培养菌株,检测菌株的苯酚降解效率。【结果】共分离获得45株细菌菌株,经同源序列比对分析,45株细菌菌株分属于3门5属8种,分别是厚壁菌门（Firmicutes）的葡萄球菌属（Staphylococcus）和芽孢杆菌属（Bacillus）,变形菌门（Proteobacteria）的克雷伯氏菌属（Klebsiella）和不动杆菌属（Acinetobacter）,放线菌门（Acinobacteria）的短杆菌属（Curtobacterium）,其中克雷伯氏菌属的丰度最高。45株菌株中有产纤维素酶菌株11株,酶活力最高的是变栖克雷伯氏菌菌株K3,为0.105±0.007 U/mL;产木聚糖酶菌株10株,酶活力最高的是枯草芽孢杆菌菌株B9,为1.090±0.468 U/mL;产果胶酶菌株5株,酶活力最高的是变栖克雷伯氏菌菌株K27,为0.193±0.047 U/mL;降解苯酚的菌株9株,降解速率最高的是沙福芽孢杆菌菌株B8,为（0.347±0.042）%。【结论】草地贪夜蛾幼虫肠道细菌的产酶菌株多样性较高,推测这是导致草地贪夜蛾寄主谱广,对寄主为害严重的原因之一。     

不同原材料生物炭对农田土壤阿特拉津去除性能及微生物群落结构的影响

【目的】研究不同原材料生物炭对农田土壤阿特拉津去除效果和微生物群落的影响,获得去除土壤阿特拉津的最佳生物炭类型,为阿特拉津污染农田土壤的强化修复提供参考。【方法】以牛粪、甘蔗渣和污泥为原材料制备生物炭,分别于0、10、20、30和40 d测定阿特拉津降解率及土壤pH、有机质含量、腐殖质含量、酶活性和细菌群落结构,并采用冗余分析探明阿特拉津降解率与环境因子及土壤细菌群落结构的相关性。【结果】添加生物炭可明显促进土壤中的阿特拉津降解,3种生物炭的降解率排序为甘蔗渣生物炭(67.94%)>牛粪生物炭(58.39%)>污泥生物炭(48.63%)。同时,添加生物炭显著提高土壤p H、有机质和腐殖质含量(P<0.05,下同),提升微生物活性和群落结构多样性,加速阿特拉津的生物降解,以甘蔗渣生物炭效果最显著,相较于不添加生物炭(CK),pH提升23.76%,有机质含量升高4.39 g/kg,腐殖质含量升高2.24 g/kg。此外,施入生物炭显著提高土壤脱氢酶、过氧化氢酶和脲酶活性,并促进阿特拉津降解菌鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)、伯克氏菌科(Burkholderiaceae)、链霉菌科(Streptomycetaceae)、微球菌科(Micrococcaceae)和小单孢菌科(Micromonosporaceae)的相对丰度提升。冗余分析表明,环境因子及降解功能微生物均对阿特拉津的降解做出贡献,甘蔗渣生物炭处理与pH、有机质、阿特拉津降解率及腐殖质呈正相关。【结论】施入生物炭可改善土壤理化性质(pH、有机质和腐殖质),明显提升阿特拉津降解菌鞘脂单胞菌科、伯克氏菌科、链霉菌科、微球菌科和小单孢菌科相对丰度,进而加速土壤中阿特拉津的去除,以甘蔗渣生物炭的效果最佳。收集废弃甘蔗渣制成生物炭,既可实现农业废弃物的回收利用,又能助力农田土壤中阿特拉津污染修复和地力提升。