降解玉米秸秆纤维素复合菌的选育及其酶活研究

【目的】提高玉米秸秆纤维素的降解率。【方法】从腐烂的秸秆、森林土及羊瘤胃液等富含纤维素分解菌的样品中筛选出降解纤维素的菌株。样品以玉米秸秆为碳源富集培养后,采用刚果红纤维素琼脂平板法初步筛选纤维素降解菌,再以CMCase(羧甲基纤维素酶)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,筛选出高效组合菌群,进行菌株鉴定。【结果】筛选获得了3株活性较高的纤维素分解菌,通过形态及16S r DNA序列分析对其进行种属鉴定N05、N13为枯草芽孢杆菌,N21为黑曲霉;并对其进行组合培养,得到1个较好组合NSS,其CMC酶活性为6.07 U/m L,比单菌株有一定程度提高。【结论】混合菌群的酶活优于单一菌株。     

一株纤维素降解菌的鉴定及其对饲料粗纤维的降解效果

【目的】对本课题组分离的一株纤维素降解菌进行鉴定,优化其产酶条件并检测其对饲料粗纤维的降解效果,以期为该菌在饲料粗纤维降解中的应用提供理论依据。【方法】通过菌株形态特征和16SrDNA序列分析鉴定了实验室分离保存的一株纤维降解菌;研究该菌所产纤维素酶的部分酶学性质和酶谱,并优化其产纤维素酶的条件;利用体外发酵和尼龙袋法测定菌株N3所产粗酶液对3种饲料(麸皮、麦草、燕麦)粗纤维的降解率;利用RB亮蓝脱色试验检测该菌的木质素降解能力。【结果】经鉴定,该菌株为枯草芽孢杆菌,命名为Bacillus subtilis N3;N3菌株不产生漆酶,主要向胞外分泌分子质量70ku以上的纤维素酶组分;N3菌株所产纤维素酶的最适反应温度和pH分别为60℃和5.5;N3菌株以体积比1∶50接种至最适发酵培养基(碳源为麸皮、氮源为蛋白胨,初始pH为5),37℃培养24h时,所产纤维素酶活性最高,可达3.50U/mL;菌株N3所产粗酶液对麸皮的粗纤维降解率最高,对麦草秸秆的粗纤维降解率最低。【结论】分离到的纤维降解菌Bacillus subtilis N3主要分泌分子质量70ku以上、耐热的纤维素酶,对饲料粗纤维具有较强的降解能力。     

产纤维素酶真菌菌株的分离筛选及产酶条件优化

【目的】由于真菌的纤维素酶系较全,且可分泌至胞外,易分离,所以试验致力于筛选高产纤维素酶真菌菌株.【方法】利用羧甲基纤维素钠培养法、刚果红染色法、纤维素酶活性测定法从样品中分离筛选出产纤维素酶菌株,同时结合菌落形态观察、显微镜观察和ITS序列同源性分析进行鉴定.【结果】通过初筛,筛选出15株Hc值较大的产纤维素酶真菌菌株,再经过液体发酵复测羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活,筛选出一株产纤维素酶活最高的菌株B-2-3,经鉴定B-2-3为烟曲霉(Aspergillus fumigatus),其羧甲基纤维素酶活为2 341.76U/mL,滤纸酶活为398.18U/mL.经过产酶条件优化,确定其最适产酶条件为温度25℃、接种量4μL、蛋白胨0.5~0.6g/L、CMCNa 0.3~0.35g/L、pH 6.5.【结论】筛选出一株产纤维素酶活较高的烟曲霉菌株B-2-3.     

平菇高产纤维素酶抗降解物阻遏突变株的选育

平菇在降解富舍纤维素的原料时，纤维素酶活性受到降解产物葡萄糖的反馈调节。随着纤维素酶活性的降低，纤维素降解速率下降；通过对平菇菌种进行遗传操作，获得纤维素酶活性较高的菌株，以此来实现平菇的高产。实验对平菇杂-17生产菌株进行氯化锂和亚硝基胍联合诱变处理，利用舍葡萄糖结构类似物2-脱氧葡萄糖的纤维素培养基平板进行筛选，得到平菇纤维素酶抗降解物阻遏的突变株。通过对突变株纤维素酶活力的测定，筛选获得了一株纤维素酶活力较平菇原始菌株有明显提高的抗降解物葡萄糖阻遏的菌株。     

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。     

厨余垃圾堆肥腐熟降解菌株的筛选与鉴定

本研究旨在筛选厨余垃圾高效腐熟降解菌.采用秸秆平板培养基、刚果红培养基进行菌株的初筛,利用秸秆降解试验、滤纸崩解试验以及酶活性的指标进行复筛.结果表明,通过初筛获得了5株降解菌,其中菌株Y 1、Y3的水解圈直径(H)与菌落直径(D)的比值(H/D)较大,分别为4.4、3.8,秸秆降解率分别达到42.50％、40.94％,而且2株菌株纤维素酶活性协同性较高.通过形态学和16S rDNA序列分析进行菌株种属的鉴定,菌株Y1、Y3均属于芽孢杆菌菌属(Bacillus),其中菌株Y1为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),菌株Y3为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis).     

藏猪源高产纤维素酶菌株的筛选及鉴定

【目的】从西藏藏猪粪便中分离可高效降解纤维素的菌株,并对其进行分类和鉴定。【方法】用羧甲基纤维素(CMC)水解圈法对藏猪粪便中的产纤维素酶菌株进行初筛,再用滤纸降解试验、秸秆纤维降解试验和胞外酶活力测定等进行复筛,筛选可高效降解纤维素的细菌。通过观测所获菌株的菌落形态和生理生化特征以及16S rRNA基因序列分析,对菌株进行分类鉴定。【结果】筛选到1株具有较强纤维素降解能力的菌株,经鉴定其是解淀粉芽孢杆菌的一个亚种或变种,将其命名为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)TL106。该菌株的内切葡聚糖酶和β-葡聚糖苷酶活力分别高达86.34和65.54U/mL。【结论】获得了可高效降解纤维素的菌株TL106,具有较好的应用前景。     

高温纤维素降解微生物的筛选、鉴定及其酶活力测定

【目的】筛选高温高效纤维素降解微生物,为畜禽粪便和农作物秸秆堆肥菌剂的研制奠定基础.【方法】在50℃培养条件下,对牛粪自然堆肥样品中的纤维素降解微生物进行富集、分离、纯化培养.又经刚果红纤维素培养基法、滤纸条崩解试验、纤维素酶活测定法进行纤维素降解活性的筛选.再提取菌株DNA,分别扩增16S rDNA或ITS片段进行鉴定.【结果】最终筛选得到具有良好纤维素降解性能的细菌(X-1)和真菌(Z-3)各1株.Z-3菌株在5 d内能将滤纸条完全崩解,X-1菌株则为7 d.X-1菌株在7 d内羧甲基纤维素酶(CMCase)、滤纸酶(FPA)和微晶纤维素酶(C1)最高活力分别为0.47、0.08、0.12 IU/mL;Z-3菌株则为0.32、0.14、0.07 IU/mL.分子生物学鉴定结果表明,X-1为伯氏短杆菌(Brevibacillus borstelensis),Z-3为枝孢菌属(Cladosporium).【结论】得到了2株高温降解微生物,50℃降解纤维素能力较强(培养基),可进一步用于堆肥菌剂的开发.     

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。     

产纤维素酶真菌分离及高效菌株筛选

为分离高效降解纤维素的菌株,以羧甲基纤维素钠为唯一底物,从腐熟的苹果树枝条中选择性分离到24株真菌,利用刚果红染色法初筛测定,发现有8株菌具有产胞外纤维素酶的能力。对初筛试验中透明圈/菌落直径较大的菌株进行纤维素酶活测定,最终获得1株高效产胞外纤维素酶的菌株10,其滤纸酶活性、内切酶活性、外切酶活性分别达到13.26、36.67、12.06 IU。基于分子生物学鉴定和系统发育分析,表明该菌株为土曲霉(Aspergillus terreus)。通过单因素优化发酵条件,得到该菌最适产酶培养条件为pH=7、羧甲基纤维素钠含量1.25%、硝酸钠含量1.50%,优化后其滤纸酶活性、内切酶活性、外切酶活性达到27.80、57.30、29.10 IU,分别比优化前提高了109.65%、56.26%、141.29%。菌株10能够高效产生胞外纤维素酶,为果树枝条的腐熟利用和纤维素酶的工业化开发提供了高效菌株。