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。     

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%.     

纤维降解高温微生物的产酶特性研究

对分离的一株高温好氧微生物曲霉与嗜热侧孢霉及木霉的产酶特性进行了比较。利用固体培养方法，研究了该株曲霉与嗜热侧孢霉和木霉的产纤维素酶、木聚糖酶和CMC酶的活性。结果表明，实验条件下，所用菌株中嗜热侧孢霉具有最高的木聚糖酶活性（164．4U／g），木霉具有最高的纤维素酶活性和CMC酶活性（分别为12．1和77．2U／g），同时曲霉和嗜热侧孢霉也具有较高的纤维素酶活性和CMC酶活性，所用曲霉和嗜热侧孢霉一样，适合作纤维降解的微生物。     

纤维素和木聚糖复合诱导合成木聚糖酶的研究

以里氏木霉（Rrichoderma reesei)为产酶菌，分别对纤维素、纤维素和木聚糖诱导产酶的功能进行了研究。研究发现，纤维素具有诱导木聚糖酶合成的功能；纤维素和木聚糖混合对木聚糖酶合成具有促进作用，可大幅度提高木聚酶活力。与纯木聚糖（5g/L)产酶相比，纯木聚糖（4g/L)和纸浆（1g/L)混合产酶木聚糖酶活可以提高45％。研究成果为采用富含木聚糖的植物纤维料作碳源制备木聚糖酶提供了理论依据。     

纤维降解高温微生物的产酶特性研究

对分离的一株高温好氧微生物曲霉与嗜热侧孢霉及木霉的产酶特性进行了比较.利用固体培养方法,研究了该株曲霉与嗜热侧孢霉和木霉的产纤维素酶、木聚糖酶和CMC酶的活性.结果表明,实验条件下,所用菌株中嗜热侧孢霉具有最高的木聚糖酶活性(164.4U/g),木霉具有最高的纤维素酶活性和CMC酶活性(分别为12.1和77.2 U/g),同时曲霉和嗜热侧孢霉也具有较高的纤维素酶活性和CMC酶活性,所用曲霉和嗜热侧孢霉一样,适合作纤维降解的微生物.     

油松人工林下真菌群落对凋落物分解的影响

为探究真菌群落在凋落物分解进程中的影响,以在油松人工林中分离纯化而来的3株真菌Irpex lacteus(白囊耙齿菌)、Collybia subnuda(金钱菌属)和Trametes hirsuta(毛栓菌)为供试菌株,经组合形成不同真菌群落,以油松针叶、蒙古栎阔叶凋落物及两者混合形成3种类型分解基质,通过发酵纯培养的方法,测定了底物有机质量损失及发酵过程中羧甲基纤维素酶(CMCase)活性变化,并验证了酶活性与底物降解的关系。结果表明:凋落物类型和真菌组合均显著影响凋落物分解,且两者之间存在交互作用;真菌多样性提高了凋落物的分解速率;凋落物混合产生了正面非加性效应,且这种效应主要由阔叶引起。质量损失率和纤维素酶活性呈现类似的规律,即同一凋落物类型下,组合菌群大于或等于单一菌群;同一真菌群落下,阔叶混合针叶。     

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。     

洋葱伯克霍尔德菌C23抗真菌活性多肽的分离纯化

为了深入研究洋葱伯克霍尔德菌C23(Burkholderia cepacia C23)菌株产生的抗真菌活性物质,以立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)为指示菌进行生物活性跟踪,采用有机沉淀法、超滤法、Sephadex G25分子凝胶过滤法对活性物质进行分离纯化。结果表明,洋葱伯克霍尔德菌C23菌株产生的抗真菌活性物质为分子量5 000～10 000 Da的多肽类物质;建立了用超滤、分子凝胶过滤快速有效分离纯化伯克霍尔德菌C23菌株活性多肽的技术方法,为进一步制备单一的活性多肽成分奠定了基础。     

木霉菌的生防效果与菌株生物学及生化指标的相关性

木霉菌株的生物防治效果与菌株生物学及生化指标的相关性研究,是建立木霉菌株筛选模型和菌株改良的基础。本文以草莓灰霉病病原菌为试验对象,综合研究了木霉菌的菌落生长速度、抗生类物质产生水平、β-1,3葡聚糖苷酶浓度、几丁质酶浓度和蛋白酶浓度5项指标与菌株所测防效的相关性。根据所测9株木霉菌对草莓灰霉病的相对防效和各菌株的生物学和生化特性,计算相关系数。结果表明,抗生类物质产生水平与菌株防治效果相关性最高,相关系数达0.97,其次为β-1,3葡聚糖苷酶0.84、生长速度0.6、几丁质酶浓度0.5,与蛋白酶浓度相关性最小。表明影响木霉菌生物防治效果的最主要的因素为菌株的抗生类物质水平和β-1,3葡聚糖苷酶浓度。     

不同微生物处理对木质纤维素降解效果研究

指出了利用微生物降解木质纤维素是资源化利用枇杷枝叶的重要策略。将3种能高效降解纤维素的降解菌(A菌株、B菌株、C菌株)有机组合后进行了滤纸条降解试验,并将其添加进粉碎的枇杷枝叶中发酵。研究结果发现:添加可以明显促进滤纸条降解,堆体材料中纤维素含量也明显下降(下降22.40%-40.22%),以ABC复合菌团降解纤维素含量效果最为显著。电镜观察显示,添加ABC复合菌团10d后,纤维素维管已经被打断,分解纤维素的能力明显优于其它处理。     

几株半知菌对马尾松落叶的分解——木质纤维素酶的活性动力学

应用固体发酵方法,研究Alternaria sp., Penicillium sp., Cephalosporium sp., Tricherderma sp., Pestalotiopsis sp.和Aspergillus fumigatus 6种土壤半知菌降解马尾松凋落叶片过程中产生的漆酶(Laccase)、木质素过氧化物酶 (LiP)、锰过氧化物酶 (MnP)、羧甲基纤维素酶 (CMCase) 和滤纸糖酶 (FPA)的动力学曲线,以及各种酶活性与底物降解的关系.结果表明:Pestalotiopsis sp. 能够产生相对较高的漆酶活性和引起底物的总有机物质(TOM)质量损失最大;Alternaria sp. 产生的MnP酶活性最高;Pestalotiopsis sp. 产生的CMCase和FPA酶活性也为最高.试验中6种菌前期的降解速率依赖于CMCase 和 FPA酶活性的高低,后期则由木质素酶和纤维素酶协同作用来决定.依据6种菌的酶生产动力学曲线、TOM 质量损失和降解速率,可将其划分为2种功能类型:功能群Ⅰ为纤维素分解菌,包括Alternaria sp., Penicillium sp., Cephalosporium sp.和Tricherderma sp. 4种;功能群Ⅱ为木质纤维素分解菌,包括 Pestalotiopsis sp.和Aspergillus fumigatus 2种.试验中也发现:Pestalotiopsis sp.产生漆酶的活性较高,同时是一株比较有效降解木质纤维素底物的菌种.     

青枯菌胞外酶对木麻黄的致病作用研究

对三个致病性不同的木麻黄青枯菌ＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｏｌａｎａｃｅａｒｕｍＥ．Ｆ．Ｓｍｉｔｈ产生的胞外酶活性测定显示,聚半乳糖醛酸酶（果胶酶）活性在各菌株之间无明显差别,但纤维素酶活性差别明显,并随菌株的致病性上升而增加,菌株致病性与酶活性具有高度正相关（ｒ＝０．９６）。     

CMC粘接法制备柱状成型活性炭

以羧甲基纤维素钠(CMC)为粘接剂制备了柱状成型活性炭,研究了炭化温度、CMC添加量对产物吸附性能、孔结构及强度的影响。结果表明,随着炭化温度的升高,柱状成型活性炭的比表面积、亚甲基蓝吸附值和碘吸附值均呈现下降趋势;随着CMC添加量的增加,柱状成型活性炭的比表面积、总孔容、微孔容、平均孔径及亚甲基蓝吸附值、碘吸附值及对甲苯的吸附能力均逐渐降低,其强度逐渐增大。CMC粘接法制备柱状成型活性炭的最佳工艺为炭化温度200℃,CMC添加量10%,产物比表面积可达844.9 m2/g,亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为189.2及968.2 mg/g,强度可达99.83%,甲苯的吸附率达65.5%。     

不同酶解条件对金边瑞香幼叶原生质体分离的影响

以室内培养的金边瑞香浅黄绿色、质地幼嫩的叶片为材料,探讨了影响其原生质分离的因素。结果表明:对原生质分离效果影响最大的是纤维素酶浓度和酶解时间;采用纤维素酶质量分数为0.2%、甘露醇质量浓度为0.6 mol.L-1、酶解时间为10 h时原生质分离效果最好,原生质体的产量为2.2×105个.g-1。     

冀北山地3种典型林分类型物种多样性研究

以围场县木兰林管局3种典型森林植被类型为研究对象,从乔木层、灌木层和草本层分别对其物种数和多样性进行了比较。结果表明:落叶松桦木混交林内植物种类有56种,山杨桦木混交林内有53种,油松蒙古栎混交林有44种,乔木层物种多样性差别不明显,灌木层生物多样性指数总体上油松蒙古栎混交林>山杨桦木混交林>落叶松桦木混交林。草本层生物多样性指数除Simpson指数外,其他3个指数规律一致,即油松蒙古栎混交林>山杨桦木混交林>落叶松桦木混交林。     

Cellulolytic activity and virulence of Ophiostoma ulmi and O. novo‐ulmi isolates

The cellulolytic activity (exoglucanase, endoglucanase and β‐glucosidase) of Ophiostoma ulmi (four isolates), O. novo‐ulmi (19 isolates) and ‘fast‐waxy’ (five isolates) was determined in growth media containing carboxymethylcellulose (CMC) and cellulose powder. Differences in enzyme activities were observed among isolates, irrespective of the species and substrate used. Inoculation experiments on Ulmus minor with randomly selected isolates of O. ulmi (two isolates), O. novo‐ulmi (five isolates) and ‘fast‐waxy’ (two isolates) were also performed. Disease was assessed as the percentage of leaves showing yellowing and browning. Ophiostoma novo‐ulmi and ‘fast‐waxy’ isolates exhibited a great variability in their capacities to cause the disease. In the presence of CMC, a significant correlation between the activity of exoglucanase and β‐glucosidase in vitro and virulence was found.     

毛竹林凋落叶分解过程中土壤微生物学特性的研究

在两个试验点研究了３种林分立竹度和２种林分组成处理条件下毛竹林枯落叶分解的生化特性，结果表明，随分解过程，残留物及相邻表层土壤中的微生物数量和组成类群变化明显，并且受林分立竹度及组成等林分结构因子的影响较大，数量总体上表现为增加的趋势；组成上尽管细菌比例占绝对优势，但随分解过程有所下降，土壤酶活性行分解过程亦有显著变化，但各种酶活性的变化模式有所差异。与毛竹纯林相比，竹栎混交林的土壤酶活性较高。林地土壤酶活性与竹林立竹度相关，过氧化氢酶和脲酶在立竹处理２时较高，而蛋白酶和磷酸酶则在立竹处理１时较高。竹林土壤生化特性间及其与土壤养分含量、土壤温度、土壤含水量等因子相关联，磷酸酶活性为准优特征，土壤全氮含量为准优因子，脲酶是综合反映，竹林土壤生化性质的较好指标。     

杨树溃疡病潜伏侵染的研究

在陕西省杨树溃疡病(Dothiorella gregaria Sacc.)是一种严重的病害,分布普遍,危害130多个杨树品种、杂交种和无性系,其中有些树种如箭杆杨、北京杨、陕林2号杨、箭×钻杨等受害更为严重,常导致整株死亡,造成重大损失。据研究杨树溃疡病菌有潜伏侵染的特性,但在陕西省杨树苗木上未见其发病,有无潜伏侵染现象存在,更不清楚,为了弄清这一问题,我们于1987—1988年,对来自三个苗圃的24种杨树苗木     

抗菌剂改性纤维素物料及其抗菌性能(Ⅰ)--抗菌剂吸附研究实验

对纤维素物与表面活性抗菌剂的吸附性能进行研究。抗菌剂系乙烯基吡咯烷酮与巴豆酸共聚物和二甲基苄基烷基氯化物的合成聚合物及其较低分子量的类聚物。确定纤维素物料对活性抗菌剂 可逆吸附作用，并且决定于初始溶液浓度。