不同生长期香菇培养料中木质纤维素的变化特征

为探究不同生长期香菇培养料中木质纤维素的变化特征,促进其高效降解利用,以香菇培养料为研究对象,采用范式抽提法、X-射线衍射法、傅里叶变换红外光谱法和光学显微成像法对各生长期香菇培养料的木质纤维素含量、纤维素结晶度、木质纤维素相关的官能团和纤维形态变化进行分析。结果表明,随着香菇生长进程的推进,木质纤维素各组分含量显著下降,纤维素生殖生长阶段降解较多,半纤维素、木质素、综纤维素降解具有明显的阶段性,进入转色后降解速度加快。二茬菇时纤维素、半纤维素、木质素和综纤维素含量分别比原料降低了34.73%、61.58%、57.15%、42.33%。各生长期的香菇培养料均具有典型的纤维素X射线衍射特征,纤维素结晶区被破坏,典型衍射峰的结晶度持续减少。傅里叶变换红外光谱显示,木质纤维素的红外光谱特征官能团主要吸收峰的位置未发生改变,但振动强度减弱,与木质纤维素各组分的降解利用规律一致;特征峰比值I1723/I1510、I1383/I1510、I1157/I1510呈现不断减少趋势,而I897/I1510在转色和一茬菇呈增大趋势,表明香菇对木质纤维素各组分的降解程度不同,该生长期木质素相比纤维素有着更快...     

高效木质纤维素分解菌Aspergillus fumigatus Z5原位分解小麦秸秆的研究

[目的]本研究旨在评价高效木质纤维素分解菌Aspergillus fumigatus Z5分解木质纤维素的能力,并以小麦秸秆为材料解析其分解过程。[方法]以小麦秸秆为唯一碳源,研究接种菌株Z5后小麦秸秆物理、化学特性及胞外水解酶活力,并结合扫描电镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱和二维核磁共振等方法,原位分析菌株Z5对小麦秸秆的分解过程。[结果]与对照相比,接种28 d后小麦秸秆的总碳相对含量减少了22.05%,总氮相对含量却增加了76.77%,而纤维素和半纤维素含量分别下降了36.97%和39.77%。电子扫描电镜和原子力显微镜观察结果表明,小麦秸秆表面在生物降解过程中发生了明显变化,28 d后表面出现孔洞,而且表面粗糙度由0.97%上升到43.83%。X-ray分析结果表明:随着降解时间的增加,小麦秸秆的结晶度由43.8%减小到28.3%,小麦秸秆中大部分的纤维素和半纤维素被菌株Z5分解。二维核磁共振分析结果表明:小麦秸秆中的多糖类、脂肪族类和芳香族类化合物都发生了分解,其中多糖类化合物最容易被降解,特别是β-D-木二糖和α-L-阿拉伯糖类化合物。[结论]菌株A.fumigatus Z5通过分泌多种胞外水解酶,从小麦秸秆的表面逐渐将纤维素、半纤维素等多糖类化合物分解,在农业废弃物处理及木质纤维类物质的资源化利用方面将具有较好的应用前景。     

裂褶菌对玉米秸秆木质纤维素的降解作用

采用固体发酵工艺,通过测定玉米秸秆中木质纤维素的含量及发酵后玉米秸秆结构的变化,探究裂褶菌对玉米秸秆中木质纤维素的降解作用,并用气质联相色谱(GC/MS)对木质纤维素的降解产物进行分析。结果表明:裂褶菌可产生4种与木质纤维素降解相关的酶(纤维素酶、木聚糖酶、木素过氧化物酶和锰过氧化物酶),且在发酵48~72 h 4种酶活力均可达到最高值。扫描电镜、X射线衍射及傅里叶红外光谱结果显示,裂褶菌固体发酵对玉米秸秆表面结构、结晶度及基团均有显著影响。此外,GC/MS结果也证实,裂褶菌降解后的玉米秸秆产物中出现了小分子芳香族化合物、烃类、棕榈酸等产物。以上结果表明,裂褶菌对玉米秸秆木质纤维素具有较强的降解能力。     

AI^3＋胁迫对茶树根际细菌及酶活性的影响

采用固体平板和液体摇瓶培养的方法,通过测定细菌数量,发酵液胞外蛋白的含量,及胞外相关酶的活性,研究外源添加AI^3＋。‘对来自茶园土壤细菌生长的影响。结果表明：在不同浓度AI^3＋作用下,表现为不同程度的刺激或抑制作用。添加AI^3＋对细菌的生长及过氧化氢酶的活性有明显抑制作用;〈100mg／L低浓度AI^3＋对葡萄糖氧化酶、纤维素酶的合成具有一定的刺激作用,但随浓度的再提高酶活性呈快速下降趋势。胞外蛋白变化与葡萄糖氧化酶、纤维素酶变化呈正相关。     

木质素分解复合菌系LDC的分解特性与细菌组成多样性

利用细菌复合菌系LDC对木质纤维素进行生物处理,研究其分解及产酶特性、细菌组成多样性,为秸秆类木质纤维素资源的生物利用提供依据。用范氏纤维素测定方法测定复合菌系LDC在降解芦苇的过程中木质纤维素含量变化,同时检测分解过程中的发酵液的p H及酶活力变化趋势;运用高通量技术对LDC的16Sr DNA基因的V3-V4区进行测序,分析其细菌组成多样性。LDC具有较强的木质素、半纤维素分解能力,而很少分解纤维素;LDC能够分泌木质素降解酶,漆酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶的最大酶活分别为136.7、1 206.5、3 933.3 U·L-1。LDC秸秆周围的液态培养物(S1)及LDC处理后的秸秆表面(S2)两个样品的细菌组成没有差异、菌属组成丰度存在很大差异。S1中相对量最高的优势菌属为索氏菌属(Thauera,22.32%);S2中相对量最高的优势菌属为:假单胞菌属(Pseudomonas,26.99%)。LDC不分解纤维素且具有较高效的木质素分解能力,对研究木质素的生物降解具有非常重要的意义。     

双孢蘑菇培养料木质纤维素利用及相关酶活性变化的研究

[目的]探究双孢蘑菇培养料理化性质、木质纤维素降解与其相关酶活性变化,为双孢蘑菇工厂化栽培建立科学的指标评价体系奠定理论基础.[方法]对3批次工厂化栽培的双孢蘑菇从堆肥到出菇的理化参数和木质纤维素及相关降解酶活性进行测定,并统计每批次产量.[结果]3批次培养料理化性状指标均在适宜范围.建堆时,培养料中纤维素、半纤维素和木质素相对含量分别为23.19％、19.64％和16.12％;二次发酵结束时,三者相对含量分别为15.73％、10.93％和22.96％;双孢蘑菇出菇结束时,三者相对含量分别为8.37％、4.27％和18.98％.表明堆肥时期微生物和双孢蘑菇均优先利用纤维素和半纤维素,而对木质素的利用率相对较低.堆肥时期纤维素降解酶活性平稳,第1潮菇时急速升高,以后逐渐下降,其中羧甲基纤维素酶的活性(11.02～149.52 U/g)远高于α-纤维二糖酶活性(0.37～13.30 U/g),是降解纤维素的主要酶类.3种半纤维素降解酶在堆肥时期呈波动式变化,在第1潮菇时活性达到最高,其中木聚糖酶的活性(58.65～176.25 U/g)高于木糖苷酶活性(0.55～5.07 U/g)和α-阿拉伯呋喃糖苷酶的活性(2.29～39.60U/g),是分解半纤维素的主要酶类.漆酶在堆肥时期几乎没有活性,菌丝长满时活性急剧升高至14.57 U/g,并保持至原基形成.第3批次的各种酶活性、生物转化率明显高于第1批次和第2批次.[结论]3批次双孢蘑菇培养料的理化指标及酶活性变化趋势一致.在堆肥时期和出菇时期,优先利用半纤维素和纤维素,而木质素利用率较低.羧甲基纤维素酶、木聚糖酶、漆酶是降解木质纤维素的主要酶类,各种酶活性与产量呈正相关.     

红侧耳双核菌株降解稻草木质纤维素研究

【目的】深入研究红侧耳双核菌株降解稻草的过程,为开发利用富含木质纤维素的秸秆资源奠定基础。【方法】对BS02、BS09、BS15和BS17等4株红侧耳双核菌株降解稻草过程中,纤维素酶、MnP酶、LiP酶和漆酶的酶活及木质素与纤维素降解率、粗蛋白含量和稻草表面结构的变化等指标进行了测定与分析。【结果】4株红侧耳双核菌株酶活的变化与其对稻草木质纤维素的降解率之间具有一定的相关性,BS17的纤维素酶活、纤维素降解率和粗蛋白产率较高,BS09的MnP、LiP酶活和木质素降解率较高,BS15的漆酶酶活较高。利用扫描电子显微镜对降解稻草秸秆的表面结构进行观察,可看到该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使其发生严重皱缩。【结论】红侧耳在农作物秸秆的综合利用方面具有良好的应用前景。     

牛粪高温堆肥过程中木质纤维素降解及相关生物学特性研究

为探明木质纤维素在堆肥过程中的降解情况,以牛粪和砻糠为原料,进行为期112 d的小型堆肥试验,在不同堆肥阶段测定物料的木质纤维素含量及相关降解酶活性,并在高温和降温阶段从物料中分离鉴定纤维素降解菌。结果表明,堆肥过程中物料的纤维素与半纤维素含量逐步降低,总降解率分别为5626%和6147%;而木质素的相对含量略有增加;与木质纤维素降解相关的纤维素酶和木聚糖酶的活性均呈现先增高后降低的趋势,其酶活均在第42天达到峰值,分别为8575 μg glucose·g-1·DW·h-1 和16565 μg·reducing sugar·g-1·DW·h-1,而β 葡聚糖苷酶的活性在22～42 d之间维持在较高水平(279～330 μmol pNPG·g-1·DW·h-1);此外,在堆肥的高温和降温腐熟阶段均分离并鉴定出Pseudoxanthomonas,Bacillus,Paenibacillus,Ureibacillus和Geobacillus等5个属的可培养高温纤维素降解菌。     

烟梗纤维素降解菌株HF-09的分离鉴定和降解特性

为了降低烟梗中的木质纤维素含量,解决其工业利用价值低的问题,筛选具有降解烟梗木质纤维素应用潜力的细菌,利用纤维素酶筛选培养基,从昆明市的烟草栽培土壤中分离得到1株烟草木质纤维素降解菌株HF-09。经形态学观察和生理生化分析,结合16S rRNA测序和系统进化分析将该菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。该菌在pH 5~9的范围内或75℃以下存活率均达90%以上,在培养8~20 h生长达到对数生长期,具有很强的适应性。经过对烟梗(红大C3F)进行10 d的降解处理,发现纤维素降解率为20.82%、半纤维素降解率为30.28%、木质素降解率为19.34%。同时,电镜扫描显示,该菌具有显著的破坏烟梗组织结构的能力。     

一株地衣芽孢杆菌对稻草降解作用的研究

通过测定发酵过程中发酵液的纤维素酶活、半纤维素酶活、可溶性总糖和还原糖浓度以及底物残渣重、残渣结晶度、傅立叶红外光谱和表面结构的变化来研究地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)对稻草的降解作用.研究发现,在发酵过程中地衣芽孢杆菌菌体产酶过程也就是木质纤维素的降解糖化过程.上清液中的纤维素酶活和半纤维素酶活分别在发酵进行到第12 h和48 h时达到最高峰.总糖含量于第4 h达到最高值,然后下降到一定程度后保持恒定还原糖含量随发酵进行不断下降,达到一定值后保持恒定.该菌株对稻草长达5 d的降解过程中结晶度未发生明显变化.底物残渣傅立叶红外光谱分析表明,此菌株对稻草中各组分都有一定降解.稻草中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为14.91%、6.61%和1.42%.利用扫描电镜对底物残渣表面结构进行观察,可看到该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使其发生严重皱缩.     

稻草秸秆栽培金针菇（Flammulina velutipes）基质 降解特性研究

对稻草秸秆栽培金针菇(Flammulina velutipes)不同生长阶段,基质木质纤维成分的变化和与 基质主要成分降解相关的几种胞外酶的变化规律进行了研究。结果表明:纤维素和半纤维素的降解 主要集中在生殖生长期,木质素在营养生长期降解迅速;与纤维素降解相关的两种酶活性从培养初 期到结束一直保持比较平稳的趋势;与木质素降解相关酶在菌株培养初期活性较高,木聚糖酶活性 初期活性很低,在子实体形成期一直保持较高水平,淀粉酶活性高峰出现在初期,蛋白酶活性在初期 和子实体形成期较高,但整体上酶活性变化较为平稳。     

农业生物质资源木质纤维素及基质化利用研究进展

基质栽培是国内外现代化温室的主要栽培模式,其在设施园艺业的应用前景广阔,地方生物质资源基质替代或补充草炭基质势在必行。我国农业生物质资源种类繁多、来源广、富含大量木质纤维素,且这类物质具有结构坚硬、分解困难的特性。因此,木质纤维素降解是规模化快速基质生产的关键。为供促进农业生物质资源的基质化利用参考,简述农业生物质资源木质纤维素特点,农业生物质资源基质化利用及其木质纤维素降解的研究进展,指出农业生物质资源基质化木质纤维素降解的研究方向。     

糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)降解转化稻草秸秆研究

以食用菌糙皮侧耳(P leurotus ostrea tus)菌株降解稻草秸秆,对子实体产量、品质,基质中木质纤维成分的变化和与基质主要成分降解相关胞外酶活性在不同培养阶段的变化规律进行了研究。结果表明,稻草秸秆栽培所获子实体,营养品质较高。经过2潮菇阶段的培养,木质纤维成分在基质中的含量比栽培前降低11.94%~14.7%,主要发生在生殖生长期;对胞外酶的研究发现:淀粉酶在培养前期活性较高;羧甲基纤维素酶、滤纸糖酶、木聚糖酶和蛋白酶活性的峰值与低谷的发生与子实体的发育状态成正相关;漆酶和愈创木酚酶活性变化与基质中木质素的降解相关,在第1潮菇子实体成熟前活性逐渐升高,随后呈下降趋势;漆酶的活性与菌株子实体的产量有正相关关系。     

麦秸饲料转化中木质纤维素软化技术研究

为解决秸秆饲料转化中消化率低的问题,开发秸秆分解软化技术,优先分解部分半纤维素,以小麦秸秆为原料,以半纤维素分解为特色的分解菌复合系为接种剂,对麦秸进行高温发酵分解,通过检测秸秆木质纤维素各成分的动态、发酵参数变化,以及PCR-DGGE为手段的微生物群动态监测,研究秸秆木质纤维素结构松散的规律。结果表明,经过高温发酵,秸秆中半纤维素显著降解,9d时半纤维素和纤维素分别分解了11.2%和9.3%在高温发酵过程中,微生物群以细菌为主体,真菌种类较少,且细菌群中以接入的分解菌复合系的组成菌占优势。说明向高温发酵体系中添加分解菌复合系可以有效促进发酵进程,使麦秸在发酵第9d时半纤维素的降解达到要求,有效地松散了秸秆结构。     

Degradation of Cry1Ab Protein Within Transgenic Bt Maize Tissue by Composite Microbial System of MC1

Environmental safety issues involved in transgenic plants have become the concern of researchers, practitioners and policy makers in recent years. Potential differences between Bt maize（ND1324 and ND2353 expressing the insecticidal Cry1Ab protein） and near-isogenic non-Bt varieties（ND1392 and ND223） in their influence on the composite microbial system of MC1 during the fermentation process were studied during 2011-2012. Cry1Ab protein in Bt maize residues didn＇t affect characteristics of lignocellulose degradation by MC1, pH of fermentation broth decreasing at initial stage and increasing at later stage of degradation. The quality of various volatile products in fermentation broth showed that no signifi cant difference of residues fermentation existed between Bt maize and non-Bt maize. During the fermentation MC1 efficiently degraded maize residues by 83%-88%, and cellulose, hemicelluloses and lignin content decreased by 70%-72%, 72%-75% and 30%-37%, respectively. Besides that, no consistent difference was found between Bt and non-Bt maize residues lignocellulose degradation by MC1 during the fermentation process. MC1 degraded 88%-89% Cry1Ab protein in Bt maize residues, and in the fermentation broth of MC1 and bacteria of MC1 Cry1Ab protein was not detected. DGGE profi le analyses revealed that the microbial community drastically changed during 1-3 days and became stable until the 9th day. Though the dominant strains at different fermentation stages had signifi cantly changed, no difference on the dominant strains was observed between Bt and non-Bt maize at different stages. Our study indicated that Cry1Ab protein did not infl uence the growth characteristic of MC1.     

杏鲍菇、白灵菇对芦笋老茎中木质纤维素的分解利用

采用袋栽研究了杏鲍菇、白灵菇对芦笋老茎中木质纤维素的分解利用情况,结果表明,在菌丝生长阶段,杏鲍菇、白灵菇对木质纤维素的降解量分别为18.08,17.39 g,分别占培养料失质量的74.43%,76.01%;在子实体发育阶段,杏鲍菇对木质纤维素的降解量占培养料失质量的80.15%～94.03%,白灵菇对木质纤维素的降解量占培养料失质量的70.49%～94.56%;在整个栽培过程中,杏鲍菇、白灵菇对培养料木质纤维素的降解量分别为105.79,104.50 g,分别占培养料失质量的83.22%,80.51%。这说明杏鲍菇、白灵菇生长发育所需要的83.22%,80.51%的碳源来自于木质纤维素。杏鲍菇、白灵菇对芦笋老茎培养料中木质素的分解率分别为81.31%,80.38%,对纤维素的分解率分别为72.20%,69.03%,对半纤维素的分解率分别为56.14%,59.72%,说明杏鲍菇分解利用芦笋老茎中木质纤维素的能力强于白灵菇。在试验条件下,杏鲍菇的发菌时间、出菇时间均比白灵菇短,出菇产量和绝对生物学效率也较白灵菇高,这从另一个角度证明了杏鲍菇具有比白灵菇更强的分解利用芦笋老茎中木质纤维素的能力。     

云芝液体培养过程中胞外酶与胞外多糖的变化

研究了云芝在液体培养过程中胞外酶与胞外多糖等相关指标的动态变化.结果表明,在28℃,150 r/min恒温振荡培养条件下,云芝茵丝体生物量在第12 d达到最大值(6.436 g/L);发酵液的pH值在整个液体培养过程中变化不大;胞外蛋白质浓度于第11 d达到峰值;愈创木酚氧化酶在第12 d达产酶高峰,酶活性为713.2 u;多酚氧化酶分别在第12 d与第18 d出现产酶高峰,其酶活峰值分别是660.1 u和1 001. 0 u;胞外多糖含量的最大值(23.70 mg/L)也出现在第12 d.     

利用石油污染海水培养的小球藻和盐藻生化成分分析

将小球藻和盐藻在含终浓度为0.5μmol/L的石油培养液中连续培养21 d,利用血球计数法、紫外分光光度法、考马斯亮蓝法和蒽酮比色法,分别测定其生长曲线、叶绿素a含量、胞内外蛋白和胞内外多糖含量。结果显示:2种微藻的细胞密度均在培养第21天达最大值,小球藻生长受到抑制,盐藻与对照组无明显差别;小球藻叶绿素a含量为对照组的48%,而盐藻叶绿素a含量却明显增加,培养第21天是对照组的2.5倍;2种微藻的胞内外蛋白含量均高于对照组,均在培养第10天达最大值,随后逐渐降低,但降低幅度和速度均低于对照组;2种微藻的胞内外多糖含量均低于对照组。研究表明,在含低浓度石油的海水培养液中,小球藻和盐藻都具较好的耐受性,且盐藻比小球藻具有更强的生长能力,更适合在含低浓度石油的海水中大规模培养,具有更高的开发价值。该研究为利用石油污染海水大规模培养微藻的藻种开发奠定了理论基础。     

普施特降解菌Bacillus sp. zx2和zx7生长及降解特性

芽孢杆菌zx2和zx7是普施特高效降解菌,研究其生长和降解特性旨在为普施特污染土壤的生物修复提供科学依据.采用瓶培养法,对芽孢杆菌zx2和zx7的生长特性及单菌和复合菌对普施特的降解特性进行了研究.结果表明,zx2和zx7均可在普施特初始浓度≤200 mg· L-1的无机盐培养液中生长良好,zx2在温度25～35℃和pH4.0～7.0时生长良好,而zx7适宜在温度30～35℃和pH5.0～8.0时生长,可见在适应性上二者互补.在最佳条件(温度32℃、pH6.0和普施特初始浓度为200 mg· L-1)下,zx2和zx7在无机盐培养液中对普施特降解动态均符合阻滞动力学,半衰期分别为3.8 d和2.8 d,培养6d时普施特降解率分别为85.81％和90.27％.在培养过程中,zx2的pH是降低的,而zx7的pH基本不变,可初步表明二者降解机理不同;zx2和zx7复合菌(1:1)对普施特降解率比单菌低,为82.70％,这可能是因为zx2或zx7降解普施特的过程中利用了对方产生的降解产物.