竹材木质素降解菌的筛选与鉴定*

竹材木质素的降解一直是制约竹材资源利用的重要影响因素。文章通过对49 份腐烂的竹材样品进行平板划线分离纯化得到74 株真菌，利用PDA- 愈创木酚变色及PDA- 苯胺蓝退色反应，初步筛选出具有木质素降解酶能力的4 株木质素降解菌，通过酶活力测定对初筛得到的4 株木质素降解菌进行复筛，发现FG-22 菌株具有较好木质素降解能力，对FG-22 降解菌株进行形态学和分子生物学鉴定，确定FG-22 为杂色云芝（Trametes versicolor）。     

竹材木质素降解菌的筛选与鉴定

竹材木质素的降解一直是制约竹材资源利用的重要影响因素。文章通过对49份腐烂的竹材样品进行平板划线分离纯化得到74株真菌,利用PDA-愈创木酚变色及PDA-苯胺蓝退色反应,初步筛选出具有木质素降解酶能力的4株木质素降解菌,通过酶活力测定对初筛得到的4株木质素降解菌进行复筛,发现FG-22菌株具有较好木质素降解能力,对FG-22降解菌株进行形态学和分子生物学鉴定,确定FG-22为杂色云芝(Trametes versicolor)。     

用于提取可纺性竹原纤维菌株的选育

从自然界腐朽的竹材或木材中,能分离和筛选高效降解木质素并只少量降解或者不降解竹纤维的优良菌株,通过GU-W A平板变色反应试验和菌株对竹材木质素、竹纤维降解试验,共获得了3株具有选择性降解竹木质素的优良菌株(15、18、21号菌株),经初步鉴定这3株菌为真菌菌株;测定了菌株在摇瓶培养时所产孢外酶的酶活.最后采用3株菌联合法进行降解竹材木质素试验.结果表明:3株菌联合降解木质素效果优于单一菌株,其降解率可达72.26%.     

竹林环境中木质素降解菌株的分离鉴定

为筛选竹林环境中较为高效的木质素降解菌,采用分析苯胺蓝和愈创木酚培养基变色情况和相关酶活大小,从浙江临安市竹林地中分离筛选出一株高效木质素降解菌27-1,根据形态学观察和ITS序列分析,确定该菌株为多孔菌科栓菌属毛栓菌(Trametes hirsuta)。     

自带介质血红密孔菌NFZH-1的鉴定及其木质素降解特性

菌株自带介质可提高其漆酶降解木质素能力,因此自带介质高产漆酶菌株的筛选、鉴定对漆酶的商业应用将起到促进作用。从南京山林地区分离出两株血红密孔菌NFZH-1和NFZH-2,并以杂色云芝为对照,研究了两株血红密孔菌发酵产漆酶和木质素降解特性。首先通过形态学特性鉴定了NFZH-1为自带介质血红密孔菌。其次以愈创木酚为反应底物,平板接种菌株,培养5天,NFZH-1颜色圈较菌丝圈大,且颜色最深;经10天固态发酵,NFZH-1所产漆酶酶活高达23600 U/g,且未检测出木质素过氧化物酶( LiP)和锰过氧化物酶( MnP)。平板显色和固态发酵产酶结果表明自带介质血红密孔菌NFZH-1为漆酶高产菌株。麦草粉经菌株 NFZH-130天降解,木质素降解率、综纤维素降解率分别达56.7%和36.6%,表明血红密孔菌NFZH-1为选择性高木质素降解活性菌株。     

自带介质血红密孔菌NFZH-1的鉴定及其木质素降解特性（英文）

菌株自带介质可提高其漆酶降解木质素能力,因此自带介质高产漆酶菌株的筛选、鉴定对漆酶的商业应用将起到促进作用。从南京山林地区分离出两株血红密孔菌NFZH-1和NFZH-2,并以杂色云芝为对照,研究了两株血红密孔菌发酵产漆酶和木质素降解特性。首先通过形态学特性鉴定了NFZH-1为自带介质血红密孔菌。其次以愈创木酚为反应底物,平板接种菌株,培养5天,NFZH-1颜色圈较菌丝圈大,且颜色最深;经10天固态发酵,NFZH-1所产漆酶酶活高达23 600 U/g,且未检测出木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)。平板显色和固态发酵产酶结果表明自带介质血红密孔菌NFZH-1为漆酶高产菌株。麦草粉经菌株NFZH-1 30天降解,木质素降解率、综纤维素降解率分别达56.7%和36.6%,表明血红密孔菌NFZH-1为选择性高木质素降解活性菌株。     

木质素降解真菌的筛选及其对森林地表可燃物的降解效果

【目的】筛选帽儿山人工林地表可燃物中的木质素降解真菌,探究木质素降解菌对不同森林地表可燃物的分解效果,以期找到能够有效降解森林可燃物的真菌菌种,为应用生物降解方法降低森林地表可燃物载量从而降低森林火灾发生概率与森林火险指数提供理论依据和基础数据。【方法】采集东北林业大学帽儿山实验林场尖砬沟森林培育实验站的落叶松、胡桃楸、水曲柳纯林与胡桃楸-落叶松、水曲柳-落叶松混交林内的凋落叶,采用添加抗生素的麦芽浸粉(MEA)培养基进行真菌的分离培养,之后采用愈创木酚平板显色法进行初筛,根据测定菌株的显色情况及菌落圈与显色圈比值筛选高活性木质素降解酶菌株,复筛利用苯胺蓝平板脱色法对菌株木质素氧化酶系进行定性测定,对2次筛选获得的菌株进行形态学及分子鉴定,然后以胡桃楸、水曲柳、落叶松3种可燃物样品作为分解基质,接入木质素降解菌单一及混合菌液,于28℃恒温培养7 d,分别测定经培养后基质中的木质素含量,分析木质素分解规律。【结果】由MEA培养基筛选出的9株真菌有5株在PDA-愈创木酚培养基上发生了显色反应,且菌株B6和Y3的R/r <1,即该2株菌能优先降解木质素;苯胺蓝平板脱色试验结果显示菌株B6和Y3均可使培养基蓝色褪去,即均具有LiP与MnP酶活性;经形态学及分子鉴定,菌株B6为白囊耙齿菌Irpex lacteus,菌株Y3为桦褶孔菌Lenzites betulinus;地表可燃物样品降解试验结果显示,经单一菌液与两者混合菌液培养后,样品中木质素含量均有下降,且经混合菌液处理后的3种可燃物基质表现出相对较好的降解效果;3种基质降解率从高到低依次为水曲柳>胡桃楸>落叶松;菌种Y3对木质素的降解效果较菌种B6好。【结论】混合菌液对可燃物中木质素的分解能力较单一菌液强;菌株B6和Y3之间无拮抗作用,混合后产生协同效应,使木质素降解酶系活力提高,从而可提高木质素降解率;菌种Y3降解能力强于B6;可燃物样品中木质素降解效果因基质不同而存在差异,阔叶可燃物比针叶可燃物易分解。经筛选出的木质素降解菌能有效降解可燃物中的木质素,可在一定程度上减少森林地表可燃物载量,从而降低森林火灾风险。     

园林废弃物木质素降解真菌的筛选、鉴别及其能力研究

[目的]为获得能够高效降解园林废弃物的真菌并研究其降解能力,从经过堆肥处理的园林废弃物中分离和筛选出1株木质素降解能力较强的真菌。[方法]经过形态分析、ITS分子序列分析,构建系统发育树,鉴定出该株木质素降解真菌种属,并利用该菌株进行固态发酵实验,研究其在固态发酵过程中漆酶、锰过氧化物酶的酶活力变化及其对不同园林废弃物中木质素的降解能力。[结果]从经过堆肥处理的园林废弃物中共挑选出真菌18株,筛选出1株高效的木质素降解真菌,编号为菌株No.11,经鉴定该菌株为构巢曲霉(Aspergillus nidulans(Eidam) G.Winter)。以冬青卫矛叶、冬青卫矛枝、圆柏叶、圆柏枝、连翘枝叶为底物的模拟固态发酵的漆酶酶活力峰值分别为388.7、326.3、461.4、342.7、588.5 U·L~(-1),锰过氧化物酶酶活力峰值分别为138.3、121.1、104.6、128.6、73.3 U·L~(-1)。添加菌株No.11使冬青卫矛叶、冬青卫矛枝、圆柏叶、圆柏枝、连翘枝叶40 d后木质素降解率分别提高了20.40%、22.44%、29.90%、25.28%、15.77%。[结论]筛选出的构巢曲霉对北京地区常见园林废弃物冬青卫矛、圆柏和连翘枝叶中的木质素具有较好的降解能力,在降解园林废弃物方面可能更具有优势。     

竹伐桩促腐微生物的分离筛选

以不同腐朽程度的毛竹伐桩为样品,对其中的具有降解纤维素或木质素的竹腐微生物进行富集、分离、纯化.通过定性和定量筛选共得到16株具有较好纤维素降解能力或木质素降解能力的菌株,包括8株真菌,5株细菌和3株放线菌.采用固态竹屑培养基测定各菌株对毛竹纤维素和木质素的降解能力,真菌菌株F2和F10的降解效果最好,15 d对纤维素的降解率分别为23.96%和24.31%,优于参照菌株绿色木霉YJ-3的19.59%;对木质素的降解率分别为16.92%和19.15%,优于参照菌株黄孢原毛平革菌ME-446的16.53%.     

产漆酶半知真菌Myrothecium verrucaria NF-08菌株的分离及产酶研究

[目的]采集凉水国家级自然保护区原始森林土壤样品,分离产漆酶真菌并优化产酶条件,旨在开发产漆酶半知真菌种质资源,提高漆酶产量,为微生物漆酶扩大生产提供菌种资源和条件参数.[方法]以木质素磺酸钠为唯一碳源的无机盐培养基为富集培养基,在愈创木酚-PDA选择性平板上分离产漆酶真菌.利用ABTS[2,2 ′-连氮一双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)]和SGZ [4-羟基-3,5-二甲氧基一苯甲醛连氮,即丁香醛联氮]显色反应初筛和摇瓶发酵复筛.确定供试菌株后,利用形态观察结合rDNA-ITS序列分析技术,将菌株鉴定至种.以ABTS法测定供试菌发酵液漆酶活性,以Lowry法测定发酵液总蛋白含量.在考察供试菌株生长、产酶及胞外蛋白总量动态变化基础上,通过单因素试验,研究碳源种类及浓度、氮源种类及浓度、培养基起始pH、装液量、接种量及底物诱导对菌株产漆酶的影响,获得菌株产酶最适培养基组分和培养条件参数.[结果]获得1株发酵周期短、初始酶活高的产酶菌株NF-08.结合形态学特征与rDNA-ITS序列分析结果,鉴定菌株NF-08属于为半知菌亚门疣孢漆斑菌.该菌株在液体发酵培养基中产漆酶活性与菌丝生长和胞外蛋白总量基本同步,发酵第6天达到酶活峰值9.28 U·mL-1.疣孢漆斑菌NF-08产酶最佳碳、氮源分别为4.0％葡萄糖和3.5％蛋白胨,培养基初始pH7.0.最适装液量60 mL·(250 mL)-1,最适接种量4％,最适培养温度和摇床转速分别为30℃和140 r·min-1.没食子酸、阿魏酸和单宁酸显著诱导疣孢漆斑菌NF-08漆酶活性的产生,以没食子酸效果最好.经过培养基组分和培养条件优化以及底物诱导,疣孢漆斑菌NF-08产酶水平达到16.82 U·mL-1,比优化前提高了81.25％.[结论]建立环境样品中产漆酶真菌的分离、纯化及筛选方法,获得了一株发酵周期短、产漆酶活力高的半知真菌疣孢漆斑菌NF-08.该菌株经单因素试验产酶条件优化效果明显,酶活水平提高显著,可为微生物发酵产漆酶提供新的菌株资源,在微生物发酵漆酶工业生产中具有应用潜力.后续对疣孢漆斑菌NF-08漆酶产生、性质及基因表达调控的深入研究,将有助于了解漆酶在半知真菌生活史中的作用及生态学功能,同时拓展半知真菌漆酶的应用领域.     

用于提取可纺性竹原纤维菌株的驯化研究

为了给生产可纺性竹原纤维提供优良菌株,对筛选的具有选择性降解竹材木质素的18号菌株进行了驯化,结果获得了一株高效降解竹材木质素的优良菌株,其降解木质素的效率比驯化前提高了21.16%,对纤维的降解则有所降低,最低降解率仅有1.2%。     

松褐天牛幼虫肠道黏质沙雷氏菌培养条件与木质素降解功能

【目的】研究松褐天牛幼虫肠道内黏质沙雷氏菌木质素降解功能,为揭示松褐天牛与肠道细菌协作降解木质素的机制提供依据。【方法】以硫酸盐木质素液体培养基培养黏质沙雷氏菌,采用酶标仪微量测定法研究该菌对木质素的降解能力,考察其产木质素降解酶的种类及其变化,以及体外培养条件对该菌产优势降解酶———木质素过氧化物酶活性的影响。【结果】体外培养10天后黏质沙雷氏菌对硫酸盐木质素的累计降解率达94.12%,其中第4天的单日降解率最高,达15.16%。该菌在木质素培养基中可产木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶3种木质素降解酶,其中木质素过氧化物酶活性最高,然后依次是锰过氧化物酶和漆酶,前2种酶的日变化趋势与培养基中木质素的降解率相近。该菌产木质素过氧化物酶的最适培养基条件:p H5、硫酸木质素质量浓度3 g·L~(-1),有机氮源、酵母膏质量浓度5 g·L~(-1),Mg~(2+)、Ca~(2+)、Fe~(2+)、Mn~(2+)、K~+离子质量浓度分别为0.20、0.40、0.15、0.04和0 g·L~(-1)。【结论】黏质沙雷氏菌具有较强的木质素降解能力,可通过产生木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶实现其对木质素的降解功能;培养基中木质素浓度、p H值、氮源种类及其浓度、金属离子及其浓度等对其产木质素过氧化物酶的活性均有显著影响。     

一株高产几丁质酶的粘质沙雷氏菌筛选、鉴定及应用

从自然环境中,筛选出了高效降解几丁质的菌株,同时也具有广谱的杀虫潜能的菌株,为植物病虫害的防治提供一个新思路。以武汉沙湖边的水样为材料,经过富集培养、初筛和复筛后,筛选到一株高效降解几丁质的菌株,并对菌株进行生理生化和16srDNA鉴定,同时测定了产生的几丁质酶的活力,探讨了菌的发酵液对真菌的拮抗作用和毒杀秀丽隐杆线虫作用。从水样中筛选到一株能够在pH7和pH11的1%胶体几丁质平板上有明显水解圈的菌株,经生理生化和16srDNA鉴定,该菌为粘质沙雷氏菌,命名为MEW06。经摇瓶培养后,测得该菌株发酵上清液的几丁质酶活力可达75U/mL。该菌能抑制苹果轮纹菌和草莓灰霉真菌的生长,并能毒杀秀丽隐杆线虫。MEW06菌株能分泌高活性的几丁质酶,该酶具有广谱的pH值作用范围,同时具有杀菌杀虫作用,因此在植物生物防治方面有很好的应用前景。     

思茅松毛虫肠道脂肪酶高产菌株的筛选及其酶特性研究

从思茅松毛虫幼虫肠道中分离出3属7株产脂肪酶菌,以思茅松松节油为底物,筛选高产脂肪酶菌株,测定脂肪酶活性,确定酶解特性,生长量和产酶特性。结果表明:以思茅松松节油和橄榄油为底物时,7株产脂肪酶菌均表现出不同的产脂肪酶活性,其中以菌株D12的产脂肪酶活性最高。以思茅松松节油为底物时,菌株D12的脂肪酶活力高达4.06 U·mL-1;菌株D12为中温型产碱性脂肪酶菌株,最适作用温度40℃,最适pH值为8.0;菌株D12经发酵至60 h时,OD600值高达0.68,说明其生长量达到最大,在48 h左右时酶活力达到最高,为6.6 U·mL-1。     

没食子单宁降解菌株的筛选及发酵条件优化

通过平板涂布、划线分离、菌落观察等方法,从土耳其倍子提取液自然生长的菌落中分离纯化出11株菌,从中初筛出1#、2#、4#这3株降解没食子单宁的菌株,复筛出1株没食子单宁优良降解菌株1#菌,其没食子单宁降解率达65%以上,发酵液中没食子酸质量浓度为0.052 3 g/L,单宁酶活为0.920 U/mL;对1#菌株的发酵条件进行了响应面法优化,结果表明:1#菌最佳产酶条件为培养温度31℃,初始培养基pH值5.0,最适培养时间50 h,在该条件下1#菌单宁酶酶活可达1.170 U/mL,与优化前的最大酶活0.920 U/mL相比,提高了27.2%。     

几种真菌产木质素降解酶的比较研究

通过PDA-Bavendamm平板显色反应、PDA-RB亮蓝显色反应、变色圈试验,获得选择性降解稻草木质素的高酶活菌株:糙皮侧耳、彩绒革盖菌和粗毛栓菌。液态产酶活性试验结果表明,粗毛栓菌是供试菌株中Lac、Mnp、Hcel的高产菌株。粗毛栓菌出现2次产Lac酶高峰,分别为第6天和12天,12天产Lac酶达894U/L;产Mnp酶高峰出现在第6天,达185 U/L;在18天时出现产Hcel酶高峰,产酶达62.7U/L。     

纤维素降解菌株的分离与筛选

从实验室已有的木腐菌与土壤中分离获得的菌株中筛选出具有较高纤维素降解能力的菌株。利用羧甲基纤维素钠为唯一碳源的选择培养,利用刚果红染色进行初筛,选择透明圈与菌落直径比值较大的菌落进行酶活测定再次进行复筛。同时,利用分子学手段对高效产胞外纤维素酶的菌株进行鉴定。最终,筛选出4株高效产胞外纤维素酶的菌株,其中菌株HF-3在28 ℃、180 r/min条件下发酵培养5 d后,胞外纤维素酶活性最高,高达67.772 U/mL,经鉴定为密褐褶孔菌Gloeophyllum trabeum;另外Y5、Y6、Y2共3株菌株酶活较高,分别为37.714 U/mL、30.694 U/mL、25.336 U/mL,属于链霉菌,依次鉴定为浅灰白链霉菌Streptomyces griseoloalbus、丝状链霉菌Streptomyces filamentosuss和威德摩尔链霉菌Streptomyces wedmorensis。试验筛选得到HF-3、Y5、Y6以及Y2菌株具有较高纤维素降解能力,可为复合菌系的研制提供材料。     

木聚糖酶产生菌的筛选及其酶学性质初步研究

采用富集培养、平板划线分离、透明圈平板筛选的方法,从长期堆放玉米芯的土壤中分离到9株木聚糖酶产生菌,然后采用自然选育的方法从这些菌株中筛选出一株优良木聚糖酶菌株,用该菌株发酵产酶并对其酶学性质进行了初步研究.结果表明:在温度28~30℃、pH初始值5.0左右、摇床转速150 r/min、发酵48 h所产的木聚糖酶酶活较高,木聚糖酶活达到13.68 U/mL;酶促反应的较适温度为53℃,pH值为5.3左右;该酶较耐热,温度在60℃下,120 min后酶活仍残留60.82%.     

艾比湖湿地土壤纤维素降解菌筛选及酶活测定

筛选了采自新疆艾比湖湿地的土壤中的纤维素降解菌,并测定了其中具有较高降解效率的8株菌的纤维素酶活。结果表明:经过初筛分离纯化后,共得到纤维素降解菌74株菌,属26个种,筛到的厚壁菌门Firmicutes芽孢杆菌属Bacillus细菌最多,有14个种,菌株13C12(Bacillus aquimaris)的纤维素酶活最高,滤纸酶(FPase)活为21.4U/mL,内切葡聚糖酶酶活达37.4U/mL,外切葡聚糖酶(Avicelase)为19.2U/mL,β-葡萄糖苷酶酶活为24.6U/mL,Bacillus aquimaris可尝试作为工业产酶菌株进行后续试验。     

纤维素高效降解真菌的筛选及其降解森林地表可燃物的效果

【目的】筛选纤维素的降解真菌,探究其对森林地表可燃物的分解效果,以期利用纤维素高效降解真菌促进降解森林地表可燃物,从而降低森林火灾风险。【方法】采集东北林业大学帽儿山实验林场的兴安落叶松、胡桃楸、水曲柳和云杉人工林内的可燃物,采用孟加拉红培养基进行真菌的分离培养,采用刚果红染色法,根据测定菌株的纤维素分解指数筛选高活性纤维素酶菌株,对其进行形态学及分子鉴定;以阔叶、针叶与针阔混交可燃物碎块为分解基质,接入高活性纤维素酶菌株菌液,恒温培养80天,定期取样测定综纤维素含量,分析纤维素分解过程并筛选出对森林地表可燃物中纤维素降解效果最好的菌株;结合扫描电镜超微结构观察结果进行验证。选取筛选出的纤维素高效降解真菌菌株,制取菌饼并接入麦芽浸粉培养基中,恒温振荡培养5天,得到的菌悬液作为单一菌剂,2菌种菌悬液等体积混合为混合菌剂,分低、中、高剂量喷洒到不同样地中装有胡桃楸、兴安落叶松以及胡桃楸-兴安落叶松混交可燃物的凋落物袋内,每月采集凋落物袋测定综纤维素质量分数,分析不同菌剂对可燃物中综纤维素降解效果。【结果】根据孟加拉红氯霉素培养基筛选出的15株真菌在CMC-Na培养基上产生的水解圈大小,筛选出8株高活性纤维素酶菌株,菌株B2(枝细枝孢)的纤维素分解指数最大;根据地表可燃物样品中的纤维素降解结果,菌株A4(紧密帚枝霉)对3种可燃物基质中综纤维素的降解能力最强,其次是菌株A2(肉色隔孢伏革菌);根据扫描电镜观察结果,菌株A4的菌丝可以黏附在叶片表面并侵入叶片组织,通过分泌纤维素酶降解叶片中的综纤维素;不同剂量使可燃物基质综纤维素降解率由大到小呈现大剂量、中剂量、小剂量的规律,且施加菌剂的3种基质综纤维素降解率均高于对照;施加菌剂的3种可燃物基质综纤维素降解率由大到小均表现为:菌剂C(混合菌剂)菌剂B(菌株A4)菌剂A(菌株A2)。【结论】菌株A4为室内降解试验筛选出的高效纤维素降解真菌,在野外对地表可燃物中综纤维素也表现出较强降解能力,且与菌株A2构建的混合菌剂对可燃物中综纤维素降解效果更佳,可在后续研究中摸索其最佳产酶条件,以实现林区地表可燃物更大程度上的降解。