黄孢原毛平革菌过氧化物酶的分离、纯化和酶学特性研究

从木质素降解菌Phanerochaete chrysosporium中纯化出两种木质素降解酶：木质素过氧化物酶（LiP）和锰依赖过氧化物酶（MnP）。经测定LiP和MnP的分子量分别为37kD和40kD，最适作用温度均是37屯；保温2h，LiP的半失活温度为40℃，MnP为45℃；LiP最适作用pH2．8，稳定pH2．2—5．2；MnP最适作用pH4．6，稳定pH4．0—7．0。Fe^2＋LiP和MnP均表现出促进作用，Na^＋、K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋、Zn^2＋、Fe^3＋、Ag^＋、CO^2＋、NH4^＋对LiP有促进作用，对MnP则表现出抑制作用。与此相反，Mn^2＋对MnP酶活的高效促进作用，对LiP表现出了轻度的抑制作用，这也体现出了MnP对Mn^2＋的依赖性。Cu^2＋对LiP活性无影响，而对MnP有强烈的抑制作用。Fe^3＋两者活性的抑制都达到了90％。     

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。     

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。     

堆肥中木质素降解细菌MZ-9 的筛选 及产酶条件优化

在堆肥中依次采用铁氰化钾显色、愈创木酚显色、苯胺蓝(Azure-B)退色圈试验以及液体发酵验证试验测得漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(MnP)的活性分别高达9.53 U/m L、21.56 U/m L,木质素降解率达20.32%,从而筛选到一株高活性木质素降解菌株MZ-9。生理生化试验及16S rDNA序列分析表明,菌株MZ-9属于芽孢杆菌属(Bacillus),与地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)相似性为99.2%。产酶条件试验表明,当pH值8.0、培养温度37℃、接种量8%、培养时间6 d时,菌株MZ-9的Lac、MnP活性最高,此时木质素降解率为20.51%。因此,菌株MZ-9是一株优良的木质素降解菌株,在木质素降解方面具有很好的开发利用价值,可为后续的工业化生产提供可靠的菌种资源支撑。     

6种白腐真菌的产酶能力及对稻草的降解效果

比较了不同时间点6种白腐真菌在试管内降解稻草过程中纤维素酶、半纤维素酶、木质素过氧化物酶(LiP)、锰过氧化物酶(MnP)、漆酶(Lac)的活性及培养基的纤维素、木质素降解率.结果表明,发酵后5d和10 d黄孢原毛平革菌的纤维素酶和半纤维素酶活性达到高峰,分别为449.96 U/g和375.35 U/g;平菇的纤维素酶和半纤维素酶活性在5d和10d时分别为323.07 U/g和289.24U/g;红芝的LiP、MnP、Lac在发酵后4、8、10 d达到最高值,分别为85.64、12.32、1.85 U/L,黄孢原毛平革菌、秀珍3号、红芝的纤维素降解率达到42％、20％、20％左右,平菇、红芝、黄孢原毛平革菌的木质素降解率达到27％、28％、27％左右,说明平菇、红芝和黄孢原毛平革菌具有较好的降解纤维素和木质素的能力.     

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。     

木质素降解细菌的筛选及园林废弃物降解研究

为获得能够高效降解园林废弃物的细菌,采用苯胺蓝和愈创木酚平板法从高温期堆肥中初筛得到木质素降解酶活力较高的菌株,再利用筛选出的菌株进行液态产酶和固态发酵试验,对漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(MnP)和木质素过氧化物酶(LiP)的活力变化及菌株对园林废弃物的降解率进行测定。结果表明,从高温期堆肥中初筛得到3株木质素降解酶活力较高的细菌L-9、L-12和L~(-1)7;液态产酶试验测得L-9、L-12和L~(-1)7的Lac活力分别为8.61、12.26和2.20 U·mL~(-1);Mn P活力分别为11.16、14.75和16.24 U·mL~(-1);LiP活力分别为40.48、42.41和37.52 U·mL~(-1);固态发酵试验测得接种L-9、L-12和L~(-1)7菌株28 d后,园林废弃物的木质素降解率分别为14.88%、20.10%和11.25%;纤维素降解率分别为25.64%、28.47%和30.03%。综合评价菌株L-12具有较强的木质素降解能力,通过形态观察和16Sr DNA序列分析,将L-12鉴定为嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus),可用于探究细菌降解木质素原理和工业化生产木质素降解菌剂。     

木质纤维素降解菌群的筛选组配及其对秸秆的降解效果

采用苯胺蓝脱色法和纤维素刚果红培养基鉴别法,从所采样品中分离筛选到8株能较好降解木质纤维素的菌株。对8个菌株的LiP酶、MnP酶、Lac酶、C1酶、Cx酶和纤维二糖酶(BG酶)分别进行测定,得到4株酶类齐全且酶活较高的菌株H14、H17、W15、W23。在分析菌株相容性基础上进行菌株组合,对菌群的发酵条件进行优化,,在优化条件下的LiP酶活性可达28.02U/mL,Cx酶活性达38.16U/mL,对玉米秸秆粉末的降解率高达35.24%。该菌群具有进一步研究价值。     

白腐菌F-9过氧化物酶的酶学性质研究

在白腐菌F-9产过氧化物酶条件及酶学性质初步研究的基础上,研究了温度、pH值和无机离子对木质素过氧化物酶(LiP)和锰依赖过氧化物酶(MnP)的酶活性的影响.研究表明最适作用温度LiP为45 ℃、MnP为40 ℃;LiP和MnP均在45 ℃以下稳定性较好;LiP的最适pH值为3.0,稳定pH值2.6～5.0;MnP最适作用pH值4.6,稳定pH值3.8～5.8.Fe3+对LiP和MnP都具有很强的抑制作用;Fe2+、Ca2+则对LiP和MnP表现出不同程度的促进作用.     

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。     

参与玉米秸杆降解的真菌类型研究

为了研究玉米秸秆降解过程中真菌活动规律,采集正在腐烂的玉米秸秆,通过平板分离、透明圈平板筛选及纤维素酶、木质素酶、果胶酶活性测定,记录菌体类型及酶活状况。结果表明,19种真菌参与其降解过程,其中纤维素降解菌11种,木质素降解菌9种,同时发现3种菌具有果胶降解能力且菌株酶活较高。说明在纤维素酶产生菌、木质素酶产生菌联合作用于秸秆降解的同时,果胶降解菌群也是秸秆降解菌的重要组成之一。     

秸秆发酵产氢菌系的筛选及菌系功能强化研究

采用连续稀释法从牛粪堆肥中筛选到一个可以较好的降解秸秆产氢的菌系CYY,该菌系的最适生长温度为37℃,最适pH为8.5,在秸秆培养基中,氢气产量为90 mL·L-1 culture。采用改良的Hungate厌氧滚管法,从菌系CYY中筛选到一株降解秸秆产氢效果较好的纯菌CYY-9,此菌为杆菌,最适生长温度为37℃,最适pH为8.5,利用秸秆产氢量为86 mL·L-1culture。将菌株CYY-9以一定比例添加到菌系CYY中,研究发现:当菌系培养到40 h左右时,以4%的比例接种菌株CYY-9,菌系的产氢能力最强,产氢量达到103 mL·L-1 culture,与原有菌系相比,产氢量增长了12.9%,秸秆降解率增长了49.2%,达到了对菌系生物强化的目的。     

白腐真菌降解生物质秸秆效果的研究

[目的]探讨不同发酵时间白腐真菌对玉米和油菜秸秆的降解效果。[方法]设置6个时间点（0、20、25、30、35和40 d）,测定油菜和玉米秸秆的木质素含量和降解率变化。[结果]随着发酵时间的延长,玉米和油菜秸秆的木质素降解率均呈下降—上升—再下降的趋势。在发酵培养20 d时,油菜秸秆的木质素降解率达到最大,为58.07%;在发酵培养35 d时,玉米秸秆的木质素降解率达到最大,为33.62%。[结论]白腐真菌对玉米和油菜秸秆的降解效果显著,其中对油菜秸秆的降解效果尤为突出。     

不同腐熟剂对水稻秸秆菌肥的降解效应和对蔬菜生长的影响

利用高产纤维素酶的木霉菌株对水稻秸秆进行生物降解.通过测定菌肥纤维素酶酶活性、葡萄糖含量以及氮、磷、钾含量指标,比较研究了7种不同配比腐熟剂降解水稻秸秆的效廊.结果表明:仅含木霉菌REMI突变株H6菌株腐熟剂(SDTI)制备的秸杆菌肥中羧甲基纤维素酶酶活、葡萄糖含量均最高,分别达3.48U·g~(-1)和17.14mg·g~(-1),与对照差异达极显著水平;滤纸酶酶活高于对照,但差异未达显著水平;秸秆菌肥中氮、磷、钾含量也均高于对照.盆栽试验表明,该秸秆菌肥能显著促进番茄和黄瓜的生长.     

秸秆降解放线菌的分离鉴定及其降解特性

为获得优良秸秆降解放线菌,解析其秸秆降解特性,从森林土壤和秸秆堆肥环境中采集样品,采用富集培养方法筛选目标菌株,通过培养特征观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列比对分析确定降解菌分类地位,结合扫描电镜技术分析降解过程中菌株对秸秆物理和化学性质的影响,考察培养温度、初始pH和氮源种类等培养条件对菌株降解秸秆的影响规律,以天然纤维素为底物测定菌株胞外纤维素酶活力动态变化。结果表明：1)本研究筛选获得的菌株ZY-2经鉴定为娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei);2)Streptomyces rochei ZY-2在7 d内对秸秆的降解率可达29.23%,且能同时降解半纤维素、纤维素和木质素,3种组分的降解率分别为42.82%、47.05%和13.63%;3)菌株降解秸秆时,温度控制在35～45℃,初始pH控制在6.0～8.0,以有机氮为氮源生长时降解效果较好;4)菌株胞外能同时检测到内切纤维素酶和外切纤维素酶活性,生长前期内切纤维素酶活力较高,第4天达到峰值(0.12 U/mL),而生长后期外切纤维素酶活力较高,第6天达到峰值(0.23 U/mL)。本研究筛选的菌株ZY-...     

食用菌(Agaricus blazei和Valvariella volvac)微贮稻草纤维瘤胃降解效果的研究

试验选用Agaricus blazei和Valvariella volvac两种食用菌对稻草进行不同周期的微贮处理,分别以高压处理和未处理稻草作为处理对照和对照组,通过瘤胃降解试验,研究不同菌种对改善稻草纤维瘤胃降解的作用效果。结果表明：A．blazei较V．volvac处理和对照组分别提高稻草干物质降解率15.17％(P＜0.05)和15.42％(P＜0.05),残留中的半纤维素与纤维素含量较V．volvac处理组分别下降8.03％(P＜0.05)和7.83％(P＜0.05),A．blazei的处理效果随微贮时间延长而提高。瘤胃降解的动态分析显示,A．blazei处理可提高稻草的可溶解(a)和可降解利用(b)成分含量约12.4％和16.8％,提高降解速率(c)达0.015 2。V．volvac处理对改善稻草瘤胃降解率没有明显效果(P＞0.05)。     

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.     

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。     

玉米秸秆纤维素降解菌的分离及发酵条件优化

[目的]研究玉米秸秆纤维素降解茵的分离与产酶条件。[方法]从富含腐烂玉米秸秆的土壤中分离筛选到1株能降解纤维素的真菌C01,经形态观察和ITS序列分析,初步鉴定该菌种,并对该菌产酶条件进行优化。[结果]玉米秸秆纤维素降解真菌最佳接种种龄5d,培养液初始pH为5,接种量12％;培养时间5d的优化条件下,酶活力达1．76IU／ml。该菌株对玉米秸秆降解效果较好,优化条件下,7d降解率达66．8％。[结论]该研究可为提高玉米秸秆的利用率提供优质的菌种资源。     

瘤胃微生物不同种群对小麦秸体外降解的研究

实验设置5个处理组,研究瘤胃微生物不同种群对小麦秸的降解作用。结果发现：瘤胃细菌在整体上对纤维素性物质的降解力强;瘤胃真菌也能降解部分粗纤维类物质,但作用较小;瘤胃细菌和真菌在降解中具有一定的互作关系。体外干物质降解率、总挥发性脂肪酸、总气体产量、总甲烷气体产量、羧甲基纤维素酶活力可以作为评定瘤胃微生物降解活力的指标。