堆肥过程中纤维素酶活与纤维素降解相关研究

采用室内小型堆肥反应器堆肥,测定CMC酶活性和β-葡萄糖苷水解酶活性,测定堆肥物料中纤维素、半纤维素和木质素相对含量,利用高效液相法测定葡萄糖和纤维二糖。结果表明,堆肥过程中,堆体温度前3 d迅速上升至45℃,进入高温期,维持8 d后进入降温期,最后与环境温度变化一致;β-葡萄糖苷水解酶活性第4天达最大值(1.482μmol p-Nitr·g-1DW·min-1),并在降温腐熟期维持在0.429~0.533μmol p-Nitr·g-1DW·min-1范围内;CMC酶活性变化趋势与β-葡萄糖苷水解酶活性相似,并在第7天达最大值(47.67μg glucose·g-1DW·min-1);纤维素和半纤维素降解趋势相似,均在高温期降解明显;木质素相对含量总体变化较小,且在降温腐熟期小幅增加。结果显示,CMC酶活性与纤维素和半纤维素降解呈正相关。     

接种菌剂对堆肥微生物数量和酶活性的影响

以牛粪和蘑菇渣为原料进行好氧堆肥,研究接种外源菌剂对堆肥中微生物数量和酶活变化的影响,为微生物菌剂的应用和堆肥工艺的改进提供依据.结果表明,加菌处理微生物数量高于CK处理.堆肥巾酶活分析结果表明,各类酶活变化趋势有所不同.其中过氧化氢酶是由低到高的趋势,堆肥中加入外源菌剂对过氧化氢酶活性没有影响,加菌和CK处理最终活性为原始值的2倍以上;脲酶和纤维素酶的变化趋势都是先升高,再降低.加菌和CK处理脲酶活性峰值分别为37.38和30.17 mgNH3N·g-1·24 h-1;纤维素酶活性峰值分别是51.84和30.62 μg·min-1,外源菌剂对二者酶活性均有明显提高.转化酶也是由高到低的变化趋势,但出现两个波峰.加菌处理转化酶活性峰值分别在第3和第14 d出现,峰值为14.20和21.70 mg葡萄糖·g-1·24 h-1;CK处理出现在第3和第21 d,其峰值分别为11.77和20.71 mg葡萄糖·g-1·24 h-1.外源菌剂不仅可提高转化酶活性,还可以使其提前到达峰值.多酚氧化酶与其他酶有较大差别,它是降低-升高-降低的趋势.加菌和CK处理多酚氧化酶活性峰值分别为36.30和47.55 mg没食子素·g-1·3h-1.以上结果表明,在好氧堆肥中接种外源菌剂可以加快堆肥中有机质分解和转化,促进腐熟.     

一株假单胞菌的分离鉴定及其在青海地区堆肥中的应用潜力

为了筛选出适用于青海地区油菜秸秆纤维素降解的菌株,提高当地油菜秸秆堆肥的效果,从青海省西宁市北山土壤中分离得到1株纤维素降解菌,经鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.),其羧甲基纤维素(CMC)酶活为25.35 U·mL-1,外切-β-葡聚糖酶活为22.33 U·mL-1,滤纸酶活为20.58 U·mL-1...     

一株纤维素降解菌株筛选及在低温好氧堆肥起爆应用

为解决北方寒区冬季低温环境下秸秆好氧堆肥起温困难问题，从腐烂秸秆及土壤中筛选可在5℃低温环境下正常生长，且具有木质纤维素降解能力的微生物菌株，为获得低温秸秆好氧堆肥起爆菌剂奠定基础。研究使用刚果红染色法初筛，利用羧甲基纤维素酶(CMC)活性及滤纸崩解试验复筛，再鉴定获得的菌株，最后利用堆肥试验验证其起爆效果。试验筛选到一株耐冷纤维素降解菌LYG-01，其CMC酶活性为1.77 U·mL^-1，鉴定该菌为Lelliottia sp.。响应面分析结果表明，pH为6.8，培养温度为24.2℃，接种量达到3.12%时，为该菌株最适培养条件。堆肥中处理组在第72小时即达到高温阶段阈值(50℃)，此时对照组温度仅升高至37.2℃，处理组高温阶段时间相比对照组延长33%。处理组温度峰值60.2℃，而对照组峰值为58.7℃。据此，可判断该菌可用于制备低温秸秆好氧堆肥起爆菌剂。     

高温木质纤维素降解菌的筛选鉴定及其堆肥应用

为解决畜禽粪便堆肥发酵启动难、木质纤维素降解不充分等问题,筛选能在高温(50～70℃)堆肥中高效降解木质纤维素的高温降解菌株,并评估其在牛粪-秸秆堆肥应用效果.从高温时期堆肥样品中筛选能在50、60和70℃高温下生长、产酶的高温降解菌株.通过水解圈、秸秆崩解、纤维素酶活测试试验,筛选出BS40-4菌株,通过形态学观察和16S rRNA测序法,确定为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis.该菌株的堆肥应用效果结果表明,接种BS40-4菌株的处理具有发酵启动快、升温迅速、高温持续时间长、木质纤维素降解充分等优势,可有效提高堆肥发酵效率.     

高效纤维素降解复合菌系M6的构建及堆肥效果初探

为探讨微生物复合菌系对纤维素的协同降解效果,从西藏农田土壤和长沙稻田腐叶堆积物中筛选出6株高温纤维素降解菌,构建纤维素高效降解复合菌系M6,分析复合菌系M6对堆肥物料的温度、pH值、总有机碳含量、总氮含量、碳氮比、总养分含量和种子发芽指数的影响。结果表明,复合菌系M6处理具有较好的CMC-Na酶活性和滤纸酶活性,在50℃下发酵25 d时,接种复合菌系M6的油菜秸秆降解率可达16.4%;复合菌系M6处理较其他处理具有较高的堆肥温度及较长的高温时间,在发酵的第3天迅速达到温度峰值(63.7℃),其高温期可持续8 d;复合菌系M6处理的堆肥物料pH值呈弱碱性;堆肥末期,复合菌系M6处理总有机碳含量由50.44%下降至32.77%,总氮含量由1.79%升高到2.28%,碳氮比由28.18下降至14.19,总养分含量为13.27%;复合菌系M6处理的种子发芽指数始终高于其他处理,堆肥末期种子发芽指数为107%,复合菌系M6处理的堆肥具有较好的腐熟度及品质。     

高效纤维素分解菌的分离鉴定及堆肥效果研究

采用CMC-Na平板法和刚果红染色法从自然发酵的牛粪中分离获得高效纤维素分解菌,通过形态学观察、生化试验及16S rDNA分子生物学对菌株进行鉴定,采用单因素法确定菌株的最佳培养条件,最后接种牛粪进行堆肥发酵观测其效果。结果表明:获得的菌株Y2鉴定为枯草芽孢杆菌;经产酶条件优化后,菌株Y2的滤纸酶活力(FPA)为15.83 u·mL~(-1),羧甲基纤维素酶活力(CMCA)高达100.81 U·mL~(-1),分别是优化前的1.3、2.76倍。堆肥试验结果表明:接种Y2组和EM菌剂组均在第3 d进入高温期(50℃),且高温期分别维持了9 d和8 d,接种Y2组纤维素降解率达到42%,而EM菌剂组为35%,接种无菌水组只有10.5%。菌株Y2在堆肥发酵方面具有较大的应用潜力。     

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.     

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.     

一个降解纤维素的复合菌剂对秸秆堆肥催腐熟效果

从环境中分离得到降解纤维素的细菌、放线菌、真菌等,将其制成具有协同作用的降解纤维素复合菌剂,研究其应用于秸秆堆肥的催腐熟效果。分别就堆肥的温度、含水率、pH值、全碳、全氮含量、粗灰分、粗纤维含量、微生物数量、耗氧速率、种子发芽率等指标进行研究。各项指标分别在堆肥的发热阶段、高温阶段、降温阶段和保温阶段呈较规律的变化规律,综合评定各指标可知,加入该菌剂的秸秆堆肥的腐熟时间和同期腐熟程度都较对照秸秆堆肥的快和强。由此可得,该菌剂具有对秸秆堆肥的催腐熟能力,为解决秸秆对环境造成的危害创造了可能。     

发酵床陈化垫料纤维素降解真菌的分离及其堆肥效果研究

采用CMC-Na平板法和刚果红染色法从猪发酵床陈化垫料中分离到1株纤维素高效降解真菌M6。该菌株测序后的ITS基因序列与NCBI数据库进行BLAST比对,并构建系统发育树,该菌株初步鉴定为草酸青霉。优化固态发酵产酶工艺,确定最佳产酶条件:以麸皮+羧甲基纤维素钠为碳源,豆粕为氮源,初始pH值为6.0,接种量为10%,发酵温度为30℃、发酵时间为96h,羧甲基纤维素酶酶活最高可达1 446U·g~(-1),是优化前的2.31倍。堆肥试验结果表明:接种M6组和EM菌剂组均在第3d进入高温期(50℃),且高温分别维持了10d和6d;菌株M6组、EM组、对照组纤维素降解率分别为41.1%、38.8%、14.8%。因此,菌株M6组高温维持时间长、纤维素降解率高,在发酵床陈化垫料堆肥腐熟发酵中具有潜在的应用前景。     

绿色木霉固态发酵生产纤维素酶条件优化与酶的固定化

以麸皮与秸秆粉为主要原料,对影响绿色木霉固态发酵的因素如麸皮与秸秆粉的比例、发酵温度、时间、含水率、初始pH值、氮源浓度等进行研究。在单因素实验的基础上,采取正交实验设计,结果表明最佳固体发酵条件为：麸皮与秸秆比例4∶1,含氮量2%,培养温度28℃,培养时间72 h,起始pH 5,接种量10%,含水率175%（相对于固体发酵底物）。在此条件下,CMC 酶活达到1 1325 U·g-1,比未优化条件下酶活6124 U·g-1,提高了849%。利用包埋、交联和交联包埋三种方法对纤维素酶进行固定化,其中交联包埋法效果较好。     

接菌剂对牛粪堆肥化过程中主要成分含量的影响

为了研究接菌剂对牛粪堆肥过程中温度、pH、纤维素、半纤维素、木质素、总氮、总磷和总钾含量变化的影响,以木质纤维素分解复合菌系为接菌剂,以牛粪为主要堆肥原料,进行了59 d的堆肥试验。结果表明,接种处理与对照相比,堆体温度达到50℃时间提前4 d,50℃以上的持续时间比对照长7 d,pH值下降的速度快,堆体中纤维素、半纤维素、木质素的降解率分别比对照提高了12.8%、3.51%和4.78%,接种处理促进了木质纤维素类物质的降解,减少了3.9%的总氮损失,但是对全磷和全钾的影响不大。     

热带海草海菖蒲不同组织中硝酸还原酶活力的研究

利用活体法研究了海南陵水新村湾热带海草海菖蒲不同组织中硝酸还原酶活力以及酶促反应条件因子pH、温度和KNO3浓度对酶活力的影响;pH设3个水平（7,8,9）,温度（20～40℃）和KNO3（50～250mmol·L-1）浓度各5个水平。研究表明：酶促反应温度和KNO3浓度对酶活力有显著影响,而pH对酶活力没有影响;海菖蒲的最佳酶促反应条件为：100mmol·L-1KNO3,0.5mmol·L-1Na-EDTA、磷酸缓冲液（pH=8.0）、10mmol·L-1葡萄糖和w=0.5%的正丙醇;温度为30℃。在最佳酶促反应条件下,海菖蒲叶、根和茎的鲜质量组织中硝酸还原酶活力大小分别为：1.01,0.08,0.001μmol.g-1.h-1。     

液相色谱法同时测定豇豆中吡虫啉和啶虫脒残留

经过紫外扫描确定吡虫啉和啶虫脒的最大紫外吸收波长分别为270和246 nm,通过改变其比例优化出峰时间和分离度,确定V（乙腈）∶V（水）=3∶7为流动相,建立了两种农药的标准曲线,结果表明在005 ～ 5 μg·mL-1范围内线性关系均良好。进行样品加标回收实验,用乙腈提取,C18固相萃取柱净化,上述条件进行下分析,01,05,15 mg·kg-1三个加标浓度回收率均在75% ～ 110%,变异系数< 5%,准确性和稳定性都较好,方法最低定量限001 μg·g-1,完全可以用于实际样品的检测。     

超声波浸提黑木耳菌糠纤维素酶、木聚糖酶条件及其部分酶学性质研究

以黑木耳菌糠为原料,通过单因素试验和正交试验,确定超声波法浸提纤维素酶和木聚糖酶的最佳条件为:振幅90%、超声时间15 min、液料比为60?1.对比试验中,超声波法浸提液羧甲基纤维素酶活和木聚糖酶活为7500和4921 IU·g-1,高于水浸提法(对照).粗酶液羧甲基纤维素酶活最适pH为4.4,最适温度60℃;滤纸酶活最适pH为5.2,最适温度60℃;木聚糖酶最适pH为4.8,最适温度为50℃     

生态因子对缘管浒苔氮、磷吸收速率的影响

采用光照、pH值、盐度和温度等生态因子对缘管浒苔N、P吸收速率的影响进行研究,试图探讨缘管浒苔用于优化虾塘养殖环境的可行性。结果表明：光照、pH值、盐度和温度等生态因子对缘管浒苔N、P吸收速率的影响显著。在0～1000lx光强范围内,缘管浒苔对DIN、DIP的吸收速率随光强的增加而增大,1000～5000lx光强范围内,其对DIN、DIP的吸收速率较大,平均为（0.00030±0.0012）μmol.g-1.h-1,（0.00156±0.0011）μmol.g-1.h-1,超过5000lx时,其对DIN、DIP的吸收速率显著下降;在7.0～9.0的pH范围内,缘管浒苔对DIP、DIN的吸收速率较大,平均为（0.00012±0.0012）μmol.g-1.h-1,（0.00168±0.00142）μmol.g-1.h-1,而在这个范围之外,其对DIP、DIN的吸收速率下降显著;在15～25的盐度范围内,缘管浒苔对DIP、DIN的吸收速率较大,其对DIP、DIN的吸收速率均在盐度为15时最大,分别为（0.00021±0.00005）μmol.g-1.h-1,（0.0055±0.0006）μmol.g-1.h-1;在20～35℃范围内,缘管浒苔对N、P的吸收速率较高,35℃时对P的吸收速率达到最大值（0.00056±0.0026）μmol.g-1.h-1,30℃时对N的吸收速率达到最大值（0.02456±0.00011）μmol.g-1.h-1,而在这个范围之外,其吸收速率明显下降。     

接种菌剂对稻秸好氧厌氧两相发酵产气影响

为提高水稻秸秆在好氧厌氧两相发酵工艺中降解率,采用好氧水解阶段添加不同菌剂方法提高好氧产酸相纤维素降解率。结果表明,各处理组中木霉和黑曲霉混菌组较单一菌种组纤维素和半纤维素降解率更高,水解效果更好。其中木霉黑曲霉混菌曝气组,总酶活最高,纤维素和半纤维素降解效果最好,累积产甲烷量最高,TS产气量最高达到438.57 m L·g-1。由此可见,木霉、黑曲霉混菌并同时曝气供气方式能显著提高水稻秸秆固体有机物降解利用率,促进秸秆生物质转化为沼气。     

罗汉果果实总RNA提取方法的比较研究

针对罗汉果果实富含多糖和多酚类物质的特点,以广西罗汉果代表种质青皮果种的果实为材料,比较了改良Trizol法、改良异硫氰酸胍法、改良CTAB法和常规Trizol法4种不同的总RNA提取方法的提取效果。结果表明,改良Trizol法所提取的RNA呈现28S rRNA、18S rRNA和5S rRNA 3条清晰的谱带,且28S条带宽度接近18S的2倍,纯度高（D260/D280=201;D260/D230=202）,完整性好（RIN=950）,得率为（26000±1947） μg·g-1。RT\|PCR结果进一步表明,改良Trizol法提取的RNA完全能够用于后续的分子生物学研究。