白星花金龟幼虫肠道中纤维素降解菌的筛选及其全基因组分析

白星花金龟幼虫的肠道中含有丰富的纤维素降解菌,能够消化和利用大量的木质纤维素。通过刚果红染色法结合滤纸降解法,从其肠道中分离筛选出1株具有纤维素降解能力较强的纤维单胞菌(Cellulomonas sp.)h9。在不同培养条件下对该菌的生长及相关酶活性进行了研究,结果表明:在液体CMC-Na培养基中发酵120 h,菌体生长达到稳定期,CMC酶活性也在此时达到峰值为0.19 U·mL~(-1)。通过基因组de novo测序技术获取该菌的全基因组序列,经BLAST软件与GOG和CAZy数据库中的蛋白序列进行比对分析,确定菌株h9具有重要的纤维素降解相关基因及代谢通路,包括内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、外切葡聚糖酶等。从而为筛选优质酶,构建纤维素降解工程菌提供了重要的理论依据和供试材料。     

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白星花金龟幼虫的肠道中含有丰富的纤维素降解菌，能够消化和利用大量的木质纤维素。通过刚果红染色法结合滤纸降解法，从其肠道中分离筛选出1株具有纤维素降解能力较强的纤维单胞菌（Cellulomonas sp.）h9。在不同培养条件下对该菌的生长及相关酶活性进行了研究，结果表明：在液体CMC-Na培养基中发酵120 h，菌体生长达到稳定期，CMC酶活性也在此时达到峰值为0.19 U·mL^-1。通过基因组de novo测序技术获取该菌的全基因组序列，经BLAST软件与GOG和CAZy数据库中的蛋白序列进行比对分析，确定菌株h9具有重要的纤维素降解相关基因及代谢通路，包括内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、外切葡聚糖酶等。从而为筛选优质酶，构建纤维素降解工程菌提供了重要的理论依据和供试材料。     

纤维素降解细菌的分离鉴定和筛选方法的研究

[目的]探索有效筛选纤维素降解细菌的方法。[方法]采用CMC-Na平板分离筛选具有高纤维素酶活性的细菌菌株并通过分子生物学手段对其进行鉴定。[结果]从秸秆和土壤中分离筛选获得了2株具有较高纤维素酶活性的细菌菌株xg1和h10,通过总DNA提取、PCR扩增,经16S rDNA测序及序列分析初步鉴定它们分别为枯草芽胞杆菌和蜡状芽胞杆菌。设计了一种根据水解透明圈直径的大小以初步确定菌株产酶活力高低的方法,发现菌株产酶酶活与透明圈直径之间呈现一定的函数关系。[结论]用CMC-Na平板筛选方法,可避免大量的盲目无效劳动,大大提高获得纤维素酶高产菌株的机率,是较好的筛选纤维素分解菌的方法。     

一种评价稻秆降解菌分解能力的方法

[目的]探究一种评价稻秆降解菌分解能力的新方法。[方法]以10株秸秆降解细菌为材料,研究其在羧甲基纤维素钠平板上的水解圈以及其在纯稻秆粉为碳源的液体发酵培养基中的纤维素和半纤维素酶活力与稻秆相对降解率(RDR)的关系。[结果]菌株在羧甲基纤维素钠平板上的水解圈直径(D)、水解圈-菌落直径比(D/d)、纤维素和半纤维素最大酶活力与RDR均未达到显著关系(P>0.05);液体发酵培养1周内每天的纤维素和半纤维素酶活力与RDR没有显著线性关系。而菌株在液体发酵培养1周内的累积纤维素酶活力、累积半纤维素酶活力与RDR成显著正相关(P<0.05);培养1周内累积纤维素半纤维素酶活力与RDR达到极显著水平(P<0.01)。[结论]说明采用单个累积酶活力和总累积酶活力(纤维素酶和半纤维酶)能够更好地评价菌株对稻秆的实际降解能力,可作为秸秆降解菌降解能力的评价指标。     

产耐热性纤维素酶菌株的分离·鉴定及其酶学性质研究

[目的]筛选耐热性纤维素降解细菌菌株,进行鉴定并研究其酶学特性。[方法]采用刚果红法从腐烂秸秆与腐殖质土壤样品中分离纤维素降解菌,通过形态学观察与16S rRNA序列分析鉴定其种属,并对该纤维素酶进行酶学性质研究。[结果]筛选到1株纤维素酶活性高的菌株NP29,经鉴定该菌株为芽孢杆菌属(Bacillus)微生物。对该菌所产纤维素酶酶学特性的研究表明,该酶反应的最适pH为4.5,最佳反应温度为65℃,具有良好的pH稳定性和热稳定性。在37℃、pH7.0的条件下,该菌株在发酵36 h后纤维素酶活性可达1.8 U/ml,且产酶量与细菌生长密切相关。[结论]     

高效纤维素降解真菌的筛选及粗酶活性

[目的]筛选纤维素酶活力高的纤维素降解真菌,研究其粗酶活性.[方法]从土壤中分离、筛选高效纤维素降解菌,以透明圈试验和滤纸降解试验验证其降解能力,通过菌落菌丝形态及rDNA-ITS序列测序鉴定菌株种属,通过改变培养时间、氮源、装液量、起始pH及培养温度5个因素探讨纤维素降解真菌的最适产酶条件.[结果]得到3株纤维素降解真菌QS2、QS6和QW9,经鉴定确定QS2和QS6属青霉属(Penicillium),QW9为康宁木霉(Trichoderma koningii).QS6菌株的FPA酶活和CMC酶活在3个菌株中均表现活力最高,且最适产酶条件为32℃时氮源为磷酸铵、起始pH 6.0、装液量100 ml,培养时间14 d.[结论]高效纤维素降解真菌粗酶活性的研究为纤维素酶的发酵生产提供一定的技术支持.     

纤维素降解菌的筛选及其混合发酵研究

[目的]为纤维素的高效降解提供理论依据。[方法]从森林落叶土、腐烂的秸秆和农家堆肥等含有木质纤维素降解菌的样品中筛选出能较好降解纤维素的菌株,对其进行单独与混合发酵培养。[结果]最终筛选出4株能较好降解纤维素的菌株,初步判断为3株细菌,1株放线菌。菌株的混合培养在一定程度上提高了纤维素酶活,菌株组合D6/D7的酶活72 h达67.12 U,相当于其单独培养时的2倍。多数菌株的纤维素酶活随时间的变化曲线表现为先上升后下降再上升的趋势,但菌株组合D6/D7的稳定性较好。[结论]菌株的混合培养可以提高纤维素酶活,尤其是菌株组合D6/D7。     

芽孢杆菌菌株TYF-B5-5的产乙醇特性及其全基因组测序分析

菌株TYF-B5-5(NCBI网站基因登录号为WJHD00000000)是太原理工大学微生物课题组从山西食醋中分离筛选出的1株嗜热耐酸野生菌株,通过NCBI数据库将菌株的16S r RNA进行Blast同源比对,确认为芽孢杆菌。菌株TYF-B5-5可以利用木质纤维素一步发酵生产乙醇,在以天然玉米秸秆为唯一碳源时,最适条件下乙醇浓度可达8.0 mmol/L。为了进一步了解该菌株的代谢机制及其特性,对菌株TYF-B5-5进行了全基因组测序。结果显示,该菌株基因组大小为3 984 415 bp,GC含量为43.56%,有11个scaffolds和12个contigs,共有4 303个基因得到注释;通过数据库比对分析,完成了菌株TYF-B5-5丙酮酸到乙醇代谢过程5种关键基因的功能预测。菌株TYF-B5-5全基因组测序结果分析可为嗜热芽孢杆菌产乙醇代谢途径的研究提供理论支持。     

玉米秸秆还田土壤中纤维素分解菌的分离筛选和鉴定（摘要）

[目的]从玉米秸杆还田土壤中分离筛选出酶活力较高的纤维素分解苗。[方法]通过CMC固体培养初筛和摇床培养复筛从玉米秸秆还田土壤中筛选出纤维素酶活力较高的菌株,并对其进行16rDNA序列分析。[结果]通过初筛和复筛获得了内切酶活力较高的1株细菌和1株真菌,滤纸酶活力较高的1株真菌和2种酶活均较高的1株细菌（5号菌株）。16SrDNA序列分析结果表明,5号菌株与Bacillus subtilis的相似性达到100%。[结论]5号菌株鉴定为枯草芽炮杆菌     

低温降解纤维素的细菌的筛选及鉴定

通过对环境中低温微生物的提取、初筛、复筛和纤维素酶活力的测定,分离并确定对纤维素有明显降解作用的两株细菌菌株B9和B21,并对其进行鉴定,B9菌株为噬胞菌属(又名纤维粘菌属,Cytophage)细菌,B21菌株为纤维单胞菌属(Cellulomonas)细菌。     

独龙牛瘤胃细菌纤维素酶基因克隆

[目的]从分子生物学水平对独龙牛的瘤胃纤维素酶基因资源进行筛选及酶学特性研究,为后续开发利用新的纤维素酶提供参考依据,也为揭示瘤胃微生物降解纤维素的作用机理打下基础.[方法]提取独龙牛瘤胃微生物中的大片段基因组DNA,构建瘤胃微生物基因组文库,并进行纤维素酶活性筛选,筛选获得的高活性基因经测序后进行生物信息学分析与酶学性质研究.[结果]从独龙牛瘤胃中共获得20352个阳性克隆,白斑率达92%,构建的瘤胃微生物基因组文库容量899.6 Mb,空载率1.82%.从瘤胃微生物基因组文库筛选获得2个具有纤维素酶活性的阳性克隆(B1和B2),其中,B1基因序列长1230 bp,编码409个氨基酸,基因编码产物与来自Ruminococcusalbus纤维素酶基因编码产物(β-1,4-内切葡聚糖酶,GenBank登录号P23661.1)的覆盖率高达99%,其同源性高达97%;B2基因序列长1002 bp,编码333个氨基酸,基因编码产物与Unculturedmicroorganism纤维素酶基因编码产物(纤维糊精酶,GenBank登录号ADB80112.1)的覆盖率高达99%,其同源性为83%.B1和B2基因可在Rosetta原核表达宿主菌中成功诱导表达,B1纤维素酶的最适pH为6.0,最适温度40℃;B2纤维素酶的最适pH为6.0,最适温度40~50℃.[结论]从构建的独龙牛瘤胃微生物基因文库中筛选获得2株具有较高活力的纤维素酶(B1和B2),其中,B1为β-1,4-内切葡聚糖酶,而B2为新的纤维糊精酶,可为纤维素的体外降解提供新型材料.     

蚕沙纤维素降解菌HB-2菌株的分离、鉴定及酶活性分析

[目的]筛选蚕沙纤维素降解菌株,为蚕沙无害化快速腐熟处理提供优质菌种.[方法]以蚕沙为材料,利用CMC-Na培养基分离蚕沙纤维素降解菌,通过形态学、生化特征和16S rDNA序列测定方法等对分离获得的纤维素降解菌进行分类学鉴定,并研究碳源、氮源、pH、培养时间和培养温度对分离菌株产酶活力的影响.[结果]从蚕沙中筛选出1株高温型细菌,命名为HB-2菌株.根据菌体大小、鞭毛着生位置及数量、16S rDNA核酸序列分析,并结合生理生化特性,HB-2菌株鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus).HB-2菌株最佳产酶条件为复合碳源(蚕沙+微晶纤维素+米糠+麸皮)、复合氮源(蛋白胨+酵母膏),产纤维素酶最适反应pH 6.5,最适温度35℃.[结论]HB-2菌株CMCase活性较敏感且产酶量大,具有制成菌剂应用于蚕沙无害化快速腐熟的潜力.     

高效降解纤维素菌株的选育

[目的]筛选纤维素酶活性高且酶活稳定的纤维素降解菌。[方法]以木霉为出发菌株,用紫外线对其进行诱变处理,通过平板初筛和摇瓶复筛筛选出纤维素酶活力高且酶活稳定的优良突变株,然后分别以滤纸、甘蔗渣、麦秆和稻壳为目标降解物对优良突变株进行底物降解试验。[结果]经紫外线诱变、初筛、复筛,共选育出3株纤维素酶活力高且酶活稳定的优良突变株N1、N2、N3,其中N3的产酶活力最高（348 U/ml）,为出发菌株的2.13倍;N3对各种底物的降解效果均优于出发菌株,分别以滤纸、甘蔗渣、麦秆和稻壳为唯一碳源时,其失重率分别为48.68%、41.28%、26.53%和23.47%。[结论]该研究选育出了高效降解纤维素的菌株N3。     

一株褐腐真菌产纤维素酶活力的分析

[目的]获得一株可降解纤维素的褐腐真菌,并且分析其产酶特性.[方法]从腐朽木材上分离出一株褐腐真菌,分析该菌株的形态学特征、生物学特性,并且通过液体发酵培养,测定该菌株的2种纤维素酶活力.[结果]该菌株为栗黑拟层孔菌.发酵试验表明,在初始pH 6.0、CMC-Na 0.5 g/L、KH2PO40.5 g/L、CaCl2 0.5 g/L、VB1 0.5 g/L、MgCl22 mmol/L、酵母粉5.0 g/L、酒石酸铵0.5 g/L的条件下,培养5d时纤维素酶活力最高,内切葡聚糖苷酶（CMCCase）为21.71 U/ml,β-葡聚糖苷酶为10.69 U/nml.[结论]该试验为进一步研究褐腐真菌降解木质纤维素的机制提供前期基础.     

纤维素酶/木聚糖酶产生菌株的筛选及其降解小麦秸秆的研究

从自然环境中筛选出1株可同时分泌纤维素酶和木聚糖酶的菌株,并对其降解小麦(Triticum aestivum L.)秸秆的特性进行分析。结果表明,ZH-19菌株可同时高产纤维素酶和木聚糖酶。经形态特征和ITS保守区测序分析确定该菌株为Penicillium thiersii。菌株降解小麦秸秆的过程中,纤维素酶活和木聚糖酶酶活分别在第6天和第7.5天达到其最大值,分别为145.54、93.20 U/m L;纤维素比半纤维素降解的速率要快,表明在小麦秸杆降解过程中,可能需要纤维素酶、半纤维素酶的协同作用,才能实现对木质纤维素的最大降解。     

浒苔降解菌分离筛选与鉴定

[目的]分离筛选与鉴定浒苔降解菌。[方法]从连云港海域浒苔生长环境的海水、海泥及浒苔腐烂液中分离出11株细菌和5株真菌,利用分离所得菌株进行浒苔生物降解试验。[结果]菌株H1对浒苔降解效果最好,3 d降解率即可达68.10%。通过形态学和生理学特征及16S rRNA基因序列分子生物学分析,鉴定菌株H1为假交替单胞菌属海洋细菌。[结论]筛选出的H1菌株可快速有效降解浒苔,具有良好的应用前景。     

低温沼液中纤维素降解菌株的分离与纯化简

[目的]分离与纯化低温沼液中纤维素降解菌。[方法]从湿地、马粪、河流污泥、牛粪、沼蔽等样品中,分离具有降解纤维素能力的茵株,对此进行了刚果红透明圈直径。相对酶活性、滤纸酶活力（FPA）、协同作用和生理生化试验,筛选酶活力相对较高的菌株。[结果]具有降解纤维能力的16株菌株中,菌株XB-1、XB-7、XB-15的酶活力相对较高,其透明圈直径分另8为24、22、19mmi滤纸酶活力分别为29．73、29．10、28。75μg／（ml·min）。3株菌的协同作用较好。生理生化试验表明,XB-1菌株为过氧化氢和油脂水解阳性;XB-7菌株为淀粉水解阳性,XB-15菌株为明胶液化和淀粉水解阳性。[结论]该研究为低温沼液中纤维素的降解提供了理论依据。     

烟梗纤维素降解菌株HF-09的分离鉴定和降解特性

为了降低烟梗中的木质纤维素含量,解决其工业利用价值低的问题,筛选具有降解烟梗木质纤维素应用潜力的细菌,利用纤维素酶筛选培养基,从昆明市的烟草栽培土壤中分离得到1株烟草木质纤维素降解菌株HF-09。经形态学观察和生理生化分析,结合16S rRNA测序和系统进化分析将该菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。该菌在pH 5~9的范围内或75℃以下存活率均达90%以上,在培养8~20 h生长达到对数生长期,具有很强的适应性。经过对烟梗(红大C3F)进行10 d的降解处理,发现纤维素降解率为20.82%、半纤维素降解率为30.28%、木质素降解率为19.34%。同时,电镜扫描显示,该菌具有显著的破坏烟梗组织结构的能力。     

微生物混合对纤维素酶活的影响

[目的]研究微生物共存及优化纤维素酶酶系种类和比例搭配。[方法]分别把里氏木霉、黑曲霉和两者1∶1混合菌系以总接种量8mL接入产酶培养基中,10d内每天测定3种纤维素酶组分酶活和滤纸酶活,以此分析其混合菌系与单菌株的生长关系和三种组分酶活的比例。[结果]混合菌系的内切葡聚糖酶活力在第7d达到峰值,外切葡聚糖酶活力和β-葡萄糖苷酶活力分别在在第4d、5d达到峰值后,在第7d、6d又有上升趋势,但这3种组分酶活不同程度低于单菌株,而总酶活力滤纸酶活却高于单菌株。[结论]3种组分酶活力的比例不同,决定着纤维素酶系的完整与否,从而决定了纤维素酶对纤维素的降解程度。     

一株产纤维素酶蜡样芽孢杆菌的分离鉴定及酶学性质初步研究

[目的]筛选高效分泌纤维素酶的细菌,为纤维素资源利用提供理论依据.[方法]以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为唯一碳源,对通过筛选培养基从森林湿泥样品中分离筛选出的细菌,采用刚果红染色、革兰氏染色和生化特性及16S rDNA进行鉴定,并对菌株产酶性质进行初步研究.[结果]获得一株纤维素酶产生菌L-30,该菌株在pH4.8、50℃条件下的酶活力为4.25 U/mL,经鉴定L-30为蜡样芽孢杆菌.酶学性质研究表明,L-30菌株所产纤维素酶最适反应pH为6.0,最适温度为50℃,该条件下酶活力最高,达4.95 U/mL,该酶对CMC-Na具有较强的分解能力;L-30菌株在最佳生长条件下,于接种后48 h即可达到产酶高峰,L-30菌株的产纤维素酶能力能稳定遗传.[结论]分离到的L-30为一株高产纤维素酶蜡样芽孢杆菌,其酶学性质好,具有进一步开发利用的价值.