外源纤维素酶对不同底物下土壤原生纤维素酶活性的影响

研究了分别以CMC(羧甲基纤维素钠)、玉米秸秆、小麦秸秆作底物情况下,土壤中施加外源纤维素酶对土壤原生酶活性及其底物酶解率的影响。结果表明:以CMC为底物时,加酶处理的各项酶活与酶解率一直明显高于不加酶处理,加酶处理总的最大酶解率与其土壤部分的最大酶解率分别为1.39%和1.22%,不加酶处理的为0.73%。在以玉米秸秆与小麦秸秆为底物时,加酶处理的总酶活与总酶解率一直明显高于不加酶处理,而加酶处理中的土壤自身酶活与酶解率在前2d明显高于不加酶处理。两种秸秆加酶处理的酶解率均在第2天达到最高值,不加酶处理的在第4天达到最高值。玉米秸秆加酶处理总的最大酶解率与其土壤部分的最大酶解率分别为0.45%和0.28%,不加酶处理的为0.26%;小麦秸秆加酶处理总的最大酶解率与其土壤部分的最大酶解率分别为0.49%和0.33%,不加酶处理的为0.28%。3种底物下土壤酶活与酶解率大小顺序为CMC>小麦秸秆>玉米秸秆。     

不同温度下外源纤维素酶对土壤原生纤维素酶活性的影响

[目的]观察向土壤中加入外源纤维素酶后土壤原生纤维素酶活性及其底物酶解率的变化。[方法]以玉米秸秆为底物,在pH值6.5,温度27、37、47℃的环境中,向土壤施加外源纤维素酶,研究不同温度下外源纤维素酶对土壤原生酶活性及其底物酶解率的影响。[结果]在pH值6.5环境中,各处理酶活均是先上升后下降的,可能是因为土壤与酶共存状态下酶解速率很快,在培养的前半段时间就将大部分秸秆酶解,在此后几天秸秆残留越来越少,酶活也就逐渐降低。各温度处理下的土壤酶活为47℃〉37℃〉27℃,且各温度环境下添加外源纤维素酶都有助于提高土壤原生纤维素酶活性。[结论]添加外源纤维素酶有助于提高土壤原生纤维素酶活性。     

外源纤维素酶在秸秆还田上的应用研究

为探求提高土壤中秸秆发酵效率的新途径,采用室内培养和盆栽土培方式研究了秸秆配施外源纤维素酶对秸秆分解速率及后季作物生长的影响。结果表明,小麦秸秆、玉米秸秆加酶处理与不加酶处理的降解率存在极显著差异(p<0.01),到培养结束时,小麦秸秆加酶处理降解率高出不加酶处理7.10~11.86个百分点,玉米秸秆处理高出8.01~14.04个百分点;秸秆配施纤维素酶还可以促进后季作物生长,盆栽小麦籽粒产量比对照提高17.52%~29.61%,叶绿素含量、根系活力、株高和干物质含量比对照也有所提高。     

不同预处理对猴头菇菌渣及水稻秸秆水解性能的影响

以猴头菇菌渣和水稻秸秆为原料,以纤维素酶和表面活性剂为水解剂,研究了添加水解剂对还原糖含量、CMC酶活性、底物回收率等的影响。结果表明,添加表面活性剂的纤维素酶降解秸秆纤维素产糖的效率高于未添加表面活性剂的降解产糖效率,纤维素酶降解试验底物回收率大小顺序为TU2TU1CKHOU2HOU1;猴头菇菌渣降解率远远高于碱处理水稻秸秆,在酶解试验中产糖量大小顺序为HOU2TU2TU1CKHOU1。菌渣中酶和加入的酶液共同降解底物产糖效率高于其他组,在酶解试验中酶活性大小顺序为HOU1TU2TU1HOU2CK。纤维素酶降解纯菌渣CMC酶活性最高。     

一组小麦秸秆好氧分解菌复合系的酶学特性研究

为加快小麦秸秆木质纤维素酶解,提高小麦秸秆资源的利用率,探讨了一组小麦秸秆好氧分解菌复合系的酶活表达特性。该复合系能高效的分解秸秆,对纤维素的分解率达到80.0%,利用DNS法测定该复合系分泌的酶的酶活性。研究表明,在复合系分解的0~10 d内,0.78 g纤维素被分解,0.16 g半纤维素被分解;复合系分泌的酶是一组能够降解不同底物的酶复合系;复合系的最高纤维素酶活性(内切酶、外切酶、β-糖苷酶和总纤维素酶)为0.17 U/mL;最高木聚糖酶活性出现在第2天,其数值达到2.82 U/mL;最适木聚糖酶反应温度为50℃,最高耐受温度是60℃,最适木聚糖酶反应pH为7,pH≤5对酶活性产生强烈抑制;酶反应时间6~20 min时,酶活性急剧下降,以后至酶反应时间120 min时,酶活性下降缓慢。第3天的0.5 mL离心上清液在最适酶反应条件下酶解2h后,木聚糖底物被酶解6.76 mg,转化率为33.8%。     

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.     

腐熟秸秆对植烟土壤酶活性与部分养分的影响

通过盆栽试验,研究了添加不同量腐熟秸秆处理对土壤酶活性及土壤养分的影响.结果表明,添加腐熟麦秸能明显提高土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、纤维素酶活性及有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,腐熟秸秆添加量以159.9 g·盆-1(18 000 kg·hm-2)最为适宜.与对照相比,该处理的烟株全生育期内土壤有机质、碱解氮、速效钾、速效磷含量分别提高6.1%,31.8%,24.0%,42.5%.在烟草不同生育时期,土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶活性的动态变化不同,脲酶、纤维素酶高峰出现在团棵期,而蔗糖酶高峰出现在现蕾期和圆顶期.相关分析表明,添加腐熟秸秆后,土壤纤维素酶、碱解氮、有机质和速效钾与脲酶活性达显著相关,土壤脲酶、过氧化氢酶、纤维素酶和碱解氮与速效磷含量达显著相关,这说明土壤酶活性与土壤养分含量呈密切相关性.     

磁场对棕壤过氧化氢酶和过氧化物酶活性的影响

探讨磁场处理棕壤后,土壤中过氧化氢酶和过氧化物酶活性的动态变化。以棕壤为供试土壤,研究不同磁场强度(0、100,300,500mT)磁处理土壤后,对土壤过氧化氢酶和过氧化物酶活性的影响。棕壤风干土经磁场处理后,100和300mT磁场强度促进了过氧化氢酶和过氧化物酶活性,磁致效应为正效应。磁处理后的28d内,500mT磁场处理抑制了棕壤过氧化氢酶的活性,仅在培养的第14天,500mT处理过氧化物酶活性高于对照,比对照增加34.50%;棕壤湿土经磁处理后第1天,100mT对过氧化氢酶活性表现出正效应,300mT和500mT处理对湿土的过氧化氢酶无明显影响,磁处理后的7～28d,磁处理后过氧化氢酶活性比对照均增加。磁场处理土壤后的28d,各处理过氧化物酶活性与对照相比均增加。低磁场对过氧化氢酶和过氧化物酶活性有促进作用,但是不同场强的磁致效应有所差异。100mT场强处理对两种酶活性均为促进作用,而500mT场强处理对过氧化氢酶活性有一定的抑制作用。     

纤维素酶对乌索酸的提取效果

为了确定提高纤维素酶对乌索酸提取率的最佳条件,采用纤维素酶预发酵处理与不加酶直接提取两种方法进行对比研究.以枇杷叶为原料,前者用温水湿润后,加入原料干重0.5%的纤维素酶制荆,于室温发酵处理48 h,再用乙醇提取;后者则直接用乙醇回流提取.结果显示,加酶组的鸟索酸提取率明显高于不加酶组(P＜0.01).这表明用纤维素酶可显著提高枇杷叶中鸟索酸的提取率.     

绿色木霉产纤维素酶的分离纯化及化学修饰

通过绿色木霉发酵生产纤维素酶,经硫酸铵盐析、透析袋透析后得到纤维素酶的浓缩酶液,利用甲醇为修饰剂对纤维素酶进行化学修饰。结果表明,甲醇对羧基的修饰导致纤维素酶的活力显著降低,与酶活性部位结合的底物能降低酶修饰的失活程度。经红外光谱判断,甲醇所修饰的纤维素酶的侧链基团为羧基,是纤维素酶的活性基团。     

纤维素酶产生菌的诱变与筛选

[目的]为提高纤维素酶产生菌的酶活力。[方法]以抚顺近郊堆积腐烂秸秆的土壤为分离源,利用CMC刚果红平板培养基筛选出纤维素水解圈与菌落直径比值(Hc值)较大的菌株Y-07。以Y-07为出发菌株,在最适诱变剂量条件下,对其进行紫外线诱变和亚硝酸诱变。[结果]经过3轮复筛,紫外线诱变后的U10菌株为试验中获得的高产纤维素酶菌株,其酶活最高达到2.499 IU/ml,其活性是Y-07的3.41倍。[结论]该方法为进一步提高纤维素酶产生菌的酶活力奠定了基础。     

枣果纤维素酶对裂果发生的影响

[目的]针对枣裂果问题,探讨枣果纤维素酶对裂果发生的影响。[方法]以陕北主栽品种木枣、骏枣和团枣的不同成熟期枣果的果皮和果肉为材料,采用还原糖法(DNS法),通过酶液提取和酶活性测定,分析不同样品中的纤维素酶活性,探讨不同裂果性品种、不同时期以及枣果不同组织中纤维素酶活性的动态变化趋势。[结果]抗裂性木枣不同成熟期纤维素酶活性变化差异显著,其中脆熟期活性最高;极易裂性骏枣不同时期酶活性变化也呈显著差异,裂果后活性明显下降;较易裂性团枣不同时期酶活性变化差异不显著。不同组织间纤维素酶活性变化趋势基本相同,差异均不显著。不同品种间易裂性骏枣纤维素酶活性高于抗裂性木枣和较易裂性团枣。[结论]易发生裂果的脆熟期酶活性高,抗裂性好,而裂果一旦发生会导致酶活性降低,并且裂果现象的发生与组织间的酶活性变化没有关系。     

高产纤维素酶菌株的筛选

该研究从农田土壤中分离得到67株细菌,并从中选出一株高产纤维素酶菌株。将这些菌株接种到纤维素培养基上,在p H 5.5和28℃的条件下,利用刚果红染色溶液进行染色后,测其水解透明圈与菌落的比值的大小,进行初步筛选。将这些初筛的菌株接种到培养基中进行摇床培养后,制得粗酶液,并分析羧甲基纤维素酶(CMC)活力测定和滤纸酶(FP)活力及β-葡萄糖苷酶(BG)。在不同温度的条件下,对纤维素酶活力测定,最终筛选出曲霉A25(Aspergillus sp.)这一株菌株,最适酶活温度为50℃。产纤维素酶酶活力分别为:CMC酶活达2 340.92 U/m L;FP酶活达2.66U/m L;BG酶活达164.72U/m L。     

纤维素酶高产菌株的诱变选育

[目的]选择有效的方法选育高产纤维素酶菌种。[方法]利用黑曲霉为出发菌株,经过紫外线和亚硝酸复合诱变,选育出酶活力高的突变株进行培养并测定其酶活。[结果]在单因子诱变中,紫外线效果明显优于亚硝酸,致死率70%~80%的诱变剂量比较理想。复合诱变比单因子诱变效果好,产酶能力得到提高,而且菌落生长速度也加快,在多次传代试验中,菌株的性状也比较稳定。出发菌株通过紫外线(15 W,照射距离30 cm左右,照射时间8 min)和亚硝酸(0.1 mol/L的NaNO3处理5 min)的复合诱变,复筛得到纤维素酶高产菌株,纤维素酶活力提高了61.10%,滤纸酶活力提高了64.01%。[结论]通过紫外线和亚硝酸复合诱变能选育出有较高纤维素酶活力的菌株。     

绿色木霉产纤维素酶的条件研究

[目的]优化绿色木霉产纤维素酶的条件,为其实际应用提供依据。[方法]采用液体发酵方法对绿色木霉产纤维素酶的条件进行研究,分别考察发酵时间、氮源、接种量和pH值对纤维素酶活力的影响。[结果]绿色木霉产不同酶组分的分泌高峰并不一致,FPA酶活在发酵2d后达到最高值,Cx酶活在发酵3d后达到最高值。发酵培养基以蛋白胨为唯一氮源时,纤维素酶活力最高。发酵培养的最佳接种量为5%,最适初始pH值为4.5。[结论]不同培养条件对绿色木霉产纤维素酶的活力影响各异。     

一株产纤维素酶菌株的筛选及酶学性质

以羧甲基纤维素钠为惟一碳源,从土壤中筛选出一株产纤维素酶的菌株XW-13,其摇瓶培养液的CMC酶活力为15.05 μg/mL,滤纸酶活力为15.13 μg/mL.酶学性质试验表明,该酶的最适反应pH 7.0,在pH 5.0～9.0时有较好的稳定性,酶活力保持60％以上.该酶的最适反应温度为40℃,在温度为20℃时基本稳定,保温2h仍有80％以上的活力.在化合物浓度为0.2 mg/mL.的条件下,NH4+、Na+、Fe2+、K+、Ca2+、Mn2+、Zn2+、Mg2+和Li+对酶活力有增进作用,Hg+和Cu2+对酶活力有抑制作用.     

三种长残留除草剂对大豆根际土壤纤维素酶活性的影响

研究了咪唑乙烟酸、氯嘧磺隆、异噁草酮3种大豆田长残留除草剂对土壤纤维素酶活性的影响。结果表明：3种长残留除草剂在施用后7 d对大豆根际土壤纤维素酶活性均表现为显著的刺激作用,到施用后35~42 d时恢复至不施药处理水平。     

纤维素酶提取工艺及酶学性质的研究

[目的]探讨纤维素酶的最佳提取工艺和最佳反应条件。[方法]以里氏木霉Rut C-30为发酵菌种,在30℃、摇床转速170 r/min条件下培养8 d,发酵生产纤维素酶,用盐析技术对粗酶液进行分离纯化,通过正交实验法探讨了纤维素酶的提取工艺条件。并以羧甲基纤维素钠酶活力为指标,对该酶的最佳反应条件和稳定性进行了研究。[结果]纤维素酶的最佳提取条件是:提取时间为16 h、盐析饱和度为70%、pH值为4.8。纤维素酶的最佳反应条件是:pH值为4.8、温度为60℃。酶在pH 3.6~7.0时较稳定,在78℃保温30 min下的残留酶活为50%。[结论]该研究为酶的工业化生产提供参考数据。