一株烟草秸秆降解菌的分离、鉴定及酶学性质研究

从皖南地区烟稻轮作田土壤中经CMC-Na初筛获得5株纤维素降解菌,经DNS法测定纤维素酶活性复筛得到一株降解活性较高的降解菌YC-2。根据该菌16S r DNA序列比对结果,结合形态和生理生化特征,确定YC-2为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。对YC-2酶学性质进行相关研究,并分析YC-2对烟碱的耐受情况及对烟草秸秆的降解情况,结果表明:在7天内,YC-2对烟草秸秆降解率为10.14%;酶学特性表现为最适反应温度为60℃且在15~60℃之间具有稳定性;最适反应pH为7.0,在pH 4.0~7.5范围内稳定性较好;YC-2在浓度为1~2 g/L烟碱中能快速生长,而在高浓度的烟碱中生长受到抑制。因此,菌株YC-2产纤维素酶活性较高、相对耐热耐碱且对烟杆有一定分解作用,通过进一步诱变选育和发酵条件优化有较好的田间应用潜力。     

纤维素降解菌的分离、鉴定与产酶条件探究

从林下腐熟土壤中筛选可降解纤维素的天然微生物,经过初筛、复筛得到降解能力较强的菌株DT13,革兰氏染色和分子生物学鉴定结果显示该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillis DT13).以羧甲基纤维素酶活性(Carboxymethyl Cellulase Activity,CMCA)为指标,设计单因素试验与...     

一株高活性纤维素降解细菌的筛选鉴定及酶学特性

利用小麦/玉米秸秆还田土壤样品,通过富集培养和刚果红平板染色法筛选分离出纤维素降解细菌XWS-12;对分离的菌株进行16S rRNA基因序列系统发育分析,初步鉴定为伯克氏菌属(Burkholderia),定名为Burkholderia sp.XWS-12。以玉米秸秆和麸皮为碳源,研究了氮源、发酵时间、初始发酵温度、培养基初始pH等条件对该伯克氏菌产纤维素酶的影响。结果显示,该菌株产纤维素酶最适氮源为硝酸钠,培养时间为60 h,培养温度为37℃,培养基初始pH为4,该菌株的CMC酶活力最高,可达25 U/ml。其粗酶液的最适反应温度为50℃,最适反应pH为5,在pH 4~8的范围内酶活力较稳定。粗酶液的热稳定较差,当温度超过50℃时,该酶活力显著下降;当温度为50℃时,保温1 h,该酶活力损失53%。     

秸秆纤维素降解真菌QSH3-3的筛选及其特性研究

为了获得高效降解秸秆纤维素的微生物菌株,采用滤纸降解法和刚果红染色法从含纤维素类物质的土壤中筛选到一株产纤维素酶菌株QSH3-3,通过形态观察和ITS序列分析,鉴定为草酸青霉Penicillium oxalicum QSH3-3。摇瓶产酶试验结果表明,该菌株的最佳产酶条件为:碳源为0.5%的碱处理过的玉米秸秆粉,氮源为0.2% 硫酸铵,起始pH为7,接种量为5%,产酶温度为30℃,培养时间为4 d。最佳产酶条件下,滤纸酶（FPase）、内切酶（CMCase）和木聚糖酶（Xylanase）分别为12 U、33 U、605 U（U为酶活性单位）;在15℃,其残余酶活力可达70%～80%;在pH 4～9 范围内,其残余酶活力可达70%以上。酶学稳定性研究表明,FPase、CMCase和Xylanase在pH 4～9范围残余酶活力达85%以上,具有较强的酸碱适应能力;FPase、CMCase和Xylanase在45℃以上酶活力迅速下降,耐热性较差。该菌株具有较高的木聚糖酶活力以及较强的低温、pH的耐受力,因而该菌株在田间温差大、土壤偏碱性等复杂条件下对秸秆纤维素类物质的降解具有较高的应用潜力。     

土壤中中性脂肪酶菌株分离选育及其酶学性质研究

脂肪酶是用来催化酯类化合物的分解、合成和酯交换的酶,具有高度的化学选择性和立体异构性,可广泛应用于轻纺、皮革、化妆品、洗涤剂、医药以及食品等领域[1]。随着研究的深入,脂肪酶还被应用于石油污染土壤的生物修复[2]、柴油替代品的合成、旧报纸的脱墨、含油污水的处理[3]等方面,可见脂肪酶在环保领域也具有良好的应用前景。由于微生物脂肪酶具有广泛的作用pH、作用温度范围和对底物的专一性,使其在酶学理论研究及实际应用中具有非常重要的意义。土壤是微生物的大本营,土壤微生物在能源循环中扮演着重要的角色[4],不同土壤环境中微生物的种类和数量及其产生的脂肪酶往往不尽相同,而且直接从土壤中分离出的菌株产生的脂肪     

纤维素降解真菌A25-2的分离、鉴定及其产纤维素酶的酶学特性

本研究以Avicel-刚果红选择培养基为初筛培养基,从云南哀牢山国家级自然保护区和广西猫儿山国家级自然保护区的土壤样品中分离筛选得到4200株真菌,从中筛选出透明圈与菌落直径比较大、透明程度较为清晰的12个菌株。通过液体培养发酵,测定其上清液中的羧甲基纤维素酶活力、滤纸酶活力和Avicel酶活力,最终筛选出一株产该三种酶且其活力均最高的真菌菌株A25-2。通过对菌株A25-2形态学观察和其内转录间隔区（internal transcribed spacer,ITS）序列同源性比对分析,将菌株A25-2鉴定为哈茨木霉（Hypocrea lixii）。酶活测定结果表明菌株A25-2产纤维素酶的酶活力较高,在最适作用pH4.5和最适作用温度55℃下,其羧甲基纤维素酶活力为2.26IU/mL,滤纸酶活力为0.58IU/mL,Avicel酶活力为0.39IU/mL。薄层层析实验表明A25-2具有完整的纤维素酶系统。因此,真菌A25-2可作为饲料加工等生产和纤维素酶相关研究的备选菌株。     

尼古丁降解菌L1的分离鉴定与降解特性分析

通过对分离于烟草叶片的154株具有降解尼古丁细菌菌株筛选，获得能高效降解尼古丁的L1菌株。通过形态观察，16S rDNA序列分析和生理生化测定将其鉴定为Bacillus simplex。菌落生长密度测定和高压液相色谱分析表明， L1菌株最适生长尼古丁浓度为1g/L，随着菌落密度增加，尼古丁降解效率逐渐升高，36 h最高降解率达到75.0%。而低尼古丁含量不利于L1菌株的生长，过高尼古丁含量对L1菌株的生长和降解效率具有反馈抑制作用。菌株L1降解尼古丁过程中无色素产生，说明其尼古丁代谢途径有别于节杆菌。     

功夫菊酯降解菌 GF-1 的分离鉴定及其降解特性研究

从农药厂废水处理池的活性污泥中分离到一株功夫菊酯高效降解菌 GF-1,根据表型特征、生理生化特性和 16S rDNA 序列同源性分析,将 GF-1 鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus sp.).GF-1 能以功夫菊酯为唯一 C 源进行生长,72 h 对100 mg/L的功夫菊酯的降解率达 85%.GF-1 降解功夫菊酯的最适温度为 30℃,最适 pH 为 7.0,该菌降解功夫菊酯的速率与初始接种量呈正相关.GF-1 投加土壤,可以提高土壤中功夫菊酯的降解速率.通过吖啶橙与升温法对质粒消除,结果表明 GF-1 的降解功能与质粒相关.     

热纤梭菌内切β-1，4-葡聚糖酶基因celD在大肠杆菌中的表达及酶学特性分析

热纤梭菌是一种嗜热的厌氧细菌,能产生一种叫纤维素小体的多酶复合物(Bhat et al.,1997),是实现纤维素工业转化的一个较有希望的菌种(于洪日等,1989)。同时热纤梭菌能够产生耐热的纤维素酶,通常在酸性和碱性的pH以及90℃以上的高温下仍能稳定存在,并且可以在广泛的底物上发酵而     

一株产高温蛋白酶耐热菌BY25的产酶条件与酶学性质研究

对菌株BY25的生长条件、产酶条件及其产生的蛋白酶的酶学性质进行了研究。结果发现,BY25的最高生长温度为55℃,最适生长温度为50℃,最佳产酶温度为30℃,最佳培养起始pH为8.0,最佳C源为葡萄糖,高通气量明显提高菌株产酶能力。在以上条件下培养52 h,上清液蛋白酶活力达4 170 U/ml。酶学性质研究表明：该蛋白酶为高温中性金属蛋白酶,最适反应pH为7.0,最适反应温度为55℃,具有良好的pH耐受性和较好的热稳定性;EDTA能强烈抑制酶活力,而Fe2+、Cu2+对酶活力也具有一定抑制作用。     

产低温淀粉酶菌株的筛选、鉴定及酶学性质初步研究

对低温淀粉酶资源的开发是功能酶研究的新热点,本研究从东帕米尔高原江布拉克冰川冻土中分离获得多株高产低温淀粉酶菌株,最高产酶菌株D5-2经16S rDNA鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)细菌.对D5-2所产淀粉酶性质进行初步分析,结果表明,其最适作用温度和pH值分别为25 ℃和6.5,酶的热稳定性较差,40 ℃处理1h后酶活急剧下降,至70℃酶活力仅存23％;在pH 5.5～8.0条件下,酶活力相对稳定;Mn2+和Mg2+对淀粉酶有激活作用,而乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)、Fe2+和Na+则抑制酶活.结果提示,菌株D5-2分泌的淀粉酶符合低温酶特性,应用空间较大,值得深入探究开发.     

桉树造林的土壤物理性质及其水文效应

为探讨广西主要长周期人工林改为短周期桉树人工林后林地土壤水文功能变化,采用野外采样与室内测试分析相结合的方法,分别研究了1,3,5年生桉树人工林及与之对应的桉树造林前米老排林、杉木林和马尾松林土壤基本物理性质与水分调蓄功能的差异。结果表明:桉树造林后与造林前的长周期人工林相比,土壤蓄水能力的变化主要表现为20—40 cm土层土壤水库容和剩余蓄水空间增加。随着土层深度的增加,土壤容重逐渐增大,饱和持水量、总孔隙度逐渐减小,同时,土壤水库容和剩余蓄水空间也呈现逐渐减小的趋势。桉树造林对土壤物理性质的影响主要集中在土壤的20—40 cm土层,而桉树林对土壤的蓄水能力存在的影响与轮伐周期较长的人工林相比,主要表现为20—40 cm土层土壤水库容和剩余蓄水空间增加,1,3,5年生桉树人工林的土壤水库容分别比对应的长周期人工林高11.25%,19.14%,14.33%;剩余蓄水空间则分别比对应长周期人工林高9.16%,113.01%,23.62%。而40 cm以下土层的土壤蓄水能力却下降。研究结果可为桉树造林的土壤效应评价提供理论依据。     

不同火干扰强度对枫香次生林土壤理化性质的影响

火干扰是影响森林土壤生态系统结构与功能的重要因素之一。探讨火干扰后森林土壤理化性质的动态特征,为火后植被恢复以及森林可持续经营提供重要的理论指导。2014—2016年在湖南省株洲市枫香次生林内设置16块20 m×20 m样地进行试验,研究4种火干扰强度(对照、低强度、中强度、高强度火烧)后不同时间节点(火烧后3,30,180,360,720天)的枫香次生林的土壤容重(BD)、土壤斥水性(SWR)、有机质(SOM)、pH、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)等指标。通过描述性统计、单因素方差分析和Fisher LSD检验研究了土壤性质在同一时间节点不同火干扰强度之间以及同一火干扰强度下不同时间节点间的显著性差异(p0.05)。结果表明:火干扰后各时间节点下,BD、SWR、pH、TK均随火强度增大而增加,而SOM和TP随火强度增大而降低,不同火干扰间TN均不存在显著性差异。同一时间节点内火干扰土壤与对照相比,低强度火干扰对BD、SWR、pH和SOM的影响不显著,中强度火对部分时间节点下的土壤理化性质有影响,而高强度火对其影响均比较显著。同一强度火干扰后,BD、SWR、pH在不同时间节点间存在显著性差异,BD、SWR、pH在火烧后3天显著增大,然后逐渐减少;BD在火后360天恢复到火烧前状态,而SWR、pH则需720天。SOM仅在高强度火烧后360,720天与其他时间节点间存在显著性差异;火干扰后,SOM与火烧前相比先减少,后逐渐上升,火后360天逐渐恢复到火烧前的水平并维持稳定。中、高强度火干扰后,时间节点跨度越大,TK的差异越显著,而TN和TP仅在高强度火烧后差异显著。研究发现火干扰强度和时间节点对7种土壤性质均有一定影响,其中高强度火干扰对土壤理化性质影响最大。火干扰后短期内引起地力衰退,影响林地土壤养分状况,对土壤生态系统产生重要影响,但随着时间推移,2年后土壤理化性质基本恢复到火烧前的水平。     

不同改良剂对沙化土壤理化性质及沙米干物质量的影响

[目的]研究施加不同改良剂的沙化土壤理化性质及沙米生长状况,为沙化土地治理及生态环境修复提供科学指导。[方法]以有机肥、亚麻籽粕、保水材料(聚丙烯酸钾)、腐殖酸等材料在库布齐沙漠西北缘典型沙化土地开展改良试验,测定施用不同改良剂的沙化土壤理化性质、微生物数量及酶活性、沙米干物质量。[结果]①改良剂对降低沙化土壤容重和入渗速率,提高土壤总孔隙度和田间持水量效果表现为:保水剂(BSJ)保水保肥剂(BSBFJ)粘合剂(NHJ),并且在0—30 cm土层内,随着土层深度增加,3者调节土壤物理性质的作用减弱;②各种改良剂对降低土壤pH值,提高土壤速效氮和有机质的效果不明显。BSJ对降低土壤pH值,提高土壤速效氮、速效磷含量效果最好,BSBFJ对提高土壤速效钾和有机质含量效果最明显;③3种改良剂可以显著提高沙米的总干物质量,提高的程度表现为:BSBFJBSJNHJ;④施用各改良剂极大程度地提高了沙化土壤中微生物数量及酶活性,NHJ对提高土壤细菌、放线菌数量、脲酶活性效果最佳,BSBFJ对提高土壤真菌数量、蔗糖酶活性、磷酸酶活性最佳。[结论]不同改良材料的配合施用对沙化土壤理化性质及沙米的生长有着不同程度的改善作用。综合考虑各改良材料的改良效果,在该地区的沙化土地改良工作中BSBFJ为首选材料。     

不同密度马尾松人工林枯落物输入对土壤理化性质的影响

为研究不同密度马尾松人工林枯落物输入对土壤理化性质和林分生长影响,选择适宜的人工林经营措施提供参考.以2 500,3 300,4 500,6 000株/hm2(分别记为M1、M2、M3和M4)4种造林密度的马尾松人工林为研究对象,利用结构方程探究不同密度马尾松林枯落物输入对土壤性质的影响.结果表明:林分密度对枯落物和土...     

Meta分析评估中国木霉对枯萎病防控效果及其影响因素

由致病性尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)侵染引起的植物枯萎病是一种真菌性土传病害,对多种经济作物产生严重危害。木霉生物防治作为一种安全、环保、经济效益高且长效的防治措施已成为世界范围内的发展趋势,但其确切防效及其影响因素尚不明确。基于中国范围内研究所发表的中英文文章,运用Meta分析(元分析)方法研究了木霉对土传枯萎病的防控效果,同时分析了影响木霉防控效果的多种因素。结果表明,施用木霉在整体上对枯萎病具有显著的防控效果,其中,作物科类、木霉形式、施用方法、是否与其他方式联合及气候类型(基于大田试验)5类因素对木霉防效有显著影响;木霉种类、试验类型、木霉菌剂施用剂量和木霉菌剂施用次数对结果无显著影响。本研究结果预计能为田间高效应用木霉防控土传枯萎病提供参考。     

The role of laboratory, glasshouse and field scale experiments in understanding the interactions between genetically modified crops and soil ecosystems: A review of the ECOGEN project

The interactions of genetically modified (GM) crops with soil species and ecosystems is complex, requiring both specific and broad spectrum assessments. In the ECOGEN project we undertook experiments at three scales of increasing complexity, using Bt maize expressing the Cry1Ab protein from Bacillus thuringiensis as an example. Test species were selected for laboratory-scale experiments to represent taxonomic groups that we could also monitor at glasshouse and field scales (e.g., nematodes, protozoa, micro-arthropods, earthworms, and snails). In the laboratory, single species were exposed to purified Cry1Ab protein or to Bt maize leaf powder incorporated into simplified diets under controlled conditions. In the glasshouse, multiple test species and soil microbial communities taken from ECOGEN's field sites were exposed to Bt maize plants growing under glasshouse or mesocosm conditions. In the field, evaluations were conducted on our selected indicator groups over multiple sites and growing seasons. Field evaluation included assessment of effects due to the local environment, crop type, seasonal variation and conventional crop management practice (tillage and pesticide use), which cannot be assessed in the glasshouse. No direct effects of Cry1Ab protein or Bt leaf residues were detected on our laboratory test organisms, but some significant effects were detected in the glasshouse. Total nematode and protozoan numbers increased in field soil under Bt maize relative to conventional maize, whilst microbial community structure and activity were unaffected. Field results for the abundance of nematodes and protozoa showed some negative effects of Bt maize, thus contradicting the glasshouse results. However, these negative results were specific to particular field sites and sampling times and therefore were transient. Taking the overall variation found in maize ecosystems at different sites into account, any negative effects of Bt maize at field scale were judged to be indirect and no greater than the impacts of crop type, tillage and pesticide use. Although the ECOGEN results were not predictive between the three experimental scales, we propose that they have value when used with feedback loops between the scales. This holistic approach can used to address questions raised by results from any level of experimentation and also for putting GM crop risk:benefit into context with current agricultural practices in regionally differing agro-ecosystems.     

生物质炭对黄棕壤理化性质及龙脑樟幼苗生长的影响

以南京林业大学下蜀林场黄棕壤为试验对象,采用室外盆栽试验,研究生物质炭不同施用量(炭土质量比0、1%、2%、4%)对黄棕壤理化性质及龙脑樟幼苗生长的影响。结果表明:生物质炭可有效改良黄棕壤物理性质,4%施用量改良效果最好,与仅施化肥处理相比,土壤总孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量显著提高,土壤容重显著降低(P0.05);施用生物质炭可显著提高土壤pH(P0.05),改善土壤酸碱性;生物质炭施用对土壤氮磷有效性影响显著(P0.05),低施用量下土壤碱解氮含量最高,高施用量下土壤有效磷含量最高。生物质炭1%施用量下,龙脑樟叶片产量最高(41.54 g),分别比对照和仅施化肥处理提高141.53%和11.16%;而苗高相对生长速率较仅施化肥处理显著降低6.79%,有利于矮化苗木。可见生物质炭改良土壤理化性质和促进苗木生长的最佳施用量并不相同。考虑到经济效益,1%的生物质炭施用量对龙脑樟叶片产量的提高较为适宜。