产芽孢木质素降解菌MN-8的筛选及其对木质素的降解

【目的】分离、筛选产芽孢的高效木质素降解细菌,并进一步研究其对木质素的降解作用,为木质素微生物降解规模化应用提供理论依据。【方法】采用苯胺蓝（Azure-B）变色圈法,结合木质素降解酶活力测定从牛粪中分离筛选出产芽孢的木质素降解菌。通过形态特征观察、生理生化试验、16S rDNA以及gyrB序列分析对其中活性最强的菌株进行种属鉴定。利用菌株进行玉米秸秆堆积发酵,监测发酵过程中木质素过氧化物酶（LiP）酶活力、锰过氧化酶（MnP）酶活力以及玉米秸秆中木质素含量的变化,考察菌株对玉米秸秆木质素的降解作用。利用气相色谱-质谱联用（GC/MS）方法对菌株发酵后玉米秸秆中的木质素降解产物进行分析,推测菌株对木质素的降解机制。【结果】分离筛选到一株活性较高的产芽孢的木质素降解细菌MN-8,经形态特征观察、生理生化试验以及16S rDNA序列分析,鉴定菌株MN-8属于芽孢杆菌属（Bacillus）。利用16S rDNA序列分析发现MN-8菌株与地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）和解淀粉芽孢杆菌（B. amyloliquefaciens）同源性均高于99%。而基于gyrB序列构建的系统发育树显示,该菌株与解淀粉芽孢杆菌同源性最高,为99%。因此确定MN-8菌株为解淀粉芽孢杆菌。在玉米秸秆堆积发酵16 d后木质素降解率可达24%;发酵的6-8 d及10-12 d 两个阶段内,分别出现MnP酶活力及LiP的产酶高峰期,相对应两个阶段内秸秆木质素的降解最为显著;GC/MS分析显示菌株MN-8可将玉米秸秆中木质素降解成4-羟基-3,5二甲氧基苯乙酮等芳香族类化合物及短链脂肪酸类等小分子物质。【结论】高效木质素降解菌解淀粉芽孢杆菌MN-8可以通过断裂木质素单体之间的连接键β-O-4,高效降解秸秆木质素成为小分子芳香族化合物等物质,且其对秸秆木质素的降解依赖于LiP及MnP的产生。     

固态发酵中2种微生物降解玉米秸秆效果的对比研究

为探究哈茨木霉(Trichoderma harzianum)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)这2种菌株在固态发酵条件下降解玉米秸秆的效果,通过25 d的室内发酵培养试验对固态发酵中添加哈茨木霉和枯草芽孢杆菌后玉米秸秆的有机碳、纤维素、木质素、纤维素酶活、木聚糖酶活以及β-葡萄糖苷酶活变化进行对比研究。结果表明:发酵第10~16 d时,哈茨木霉和枯草芽孢杆菌处理的玉米秸秆分解速率、纤维素酶活、木聚糖酶活和β-葡萄糖苷酶活均达到最高,发酵25 d后,2种微生物处理的玉米秸秆分别累积降解了21.79%和20.12%,说明两者的降解效果差异不大;与枯草芽孢杆菌处理相比,哈茨木霉处理的秸秆剩余量、有机碳含量、剩余秸秆有机碳总量分别降低了1.67%、0.26%和1.80%,秸秆纤维素降解率、秸秆木质素降解率、纤维素酶活、木聚糖酶活和β-葡萄糖苷酶活分别升高了6.99%、6.54%、0.7 FPU·m L~(-1)、0.04 IU·m L~(-1)和9.26 IU·m L~(-1),说明添加哈茨木霉和枯草芽孢杆菌均可以降解秸秆,但两者对玉米秸秆的降解效果差异不明显。     

红侧耳双核菌株降解稻草木质纤维素研究

【目的】深入研究红侧耳双核菌株降解稻草的过程,为开发利用富含木质纤维素的秸秆资源奠定基础。【方法】对BS02、BS09、BS15和BS17等4株红侧耳双核菌株降解稻草过程中,纤维素酶、MnP酶、LiP酶和漆酶的酶活及木质素与纤维素降解率、粗蛋白含量和稻草表面结构的变化等指标进行了测定与分析。【结果】4株红侧耳双核菌株酶活的变化与其对稻草木质纤维素的降解率之间具有一定的相关性,BS17的纤维素酶活、纤维素降解率和粗蛋白产率较高,BS09的MnP、LiP酶活和木质素降解率较高,BS15的漆酶酶活较高。利用扫描电子显微镜对降解稻草秸秆的表面结构进行观察,可看到该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使其发生严重皱缩。【结论】红侧耳在农作物秸秆的综合利用方面具有良好的应用前景。     

高效秸秆降解菌株的分离与选育

为了选育高效降解玉米秸秆的菌株,首先用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)培养基结合滤纸条无机盐培养基,对从样品中分离的菌株进行初筛,再以玉米秸秆培养基复筛并进行发酵产酶试验,测定CMC-Na酶活和FPA酶活,最后对目的菌进行紫外诱变。通过筛选得到降解效果较好的2株真菌PJ-2、PJ-4和1株放线菌GJ-1。紫外诱变后获得正向突变菌3株,分别为PJ-2的突变菌UV-1-1,PJ-4的突变菌UV-2-2和UV-2-4,这3株突变株的CMC-Na酶活力相对原菌株分别提高45%、20%和10%以上,菌株降解秸秆能力也显著提高。     

哈茨木霉UN-2β-葡聚糖酶诱导及对水稻纹枯病的抑菌防病作用

【目的】优化哈茨木霉UN-2菌株产β-葡聚糖酶的培养基组分及发酵参数,提高其产酶能力,研究β-葡聚糖酶粗酶液对水稻纹枯病病原菌的拮抗作用及田间防效,阐明哈茨木霉菌株UN-2在水稻纹枯病生物防治中的应用潜力。【方法】采用单因素试验考察不同碳源、氮源和金属离子对哈茨木霉菌株UN-2产β-葡聚糖酶的影响,利用正交试验确定木霉菌株产β-葡聚糖酶的最适温度、pH、接种量、瓶装量、摇床转速和发酵时间,优化哈茨木霉菌株UN-2产β-葡聚糖酶诱导发酵条件;通过体外拮抗试验和田间防效试验研究β-葡聚糖酶粗酶液对水稻纹枯病的抑菌防病作用。【结果】哈茨木霉菌株UN-2发酵产β-葡聚糖酶最佳碳源和氮源分别为麦麸和硫酸铵,金属离子Ca²⁺和Mg²⁺对木霉产β-葡聚糖酶活性具有明显的促进作用。哈茨木霉UN-2菌株以10.0 g/L麦麸、0.5 g/L β-葡聚糖、4.0 g/L硫酸铵、1.5 mmol/L Ca²⁺、0.5 mmol/L Mg²⁺为培养基,在温度32℃、起始pH 6.5、接种量8 mL(10⁶      

碳氮源对复合木质素降解茵木质素降解能力及相关酶活的影响

白腐真菌所具有的降解木质素能力源于其所产生的酶系统,碳源和氮源是其降解木质素和产酶的一个极为重要的影响因素.通过室内小麦秸秆同态发酵试验,研究了不同的碳、氮源对两株侧耳属真菌Tf1(P.pulmonarius)和JG1(P. cornucopiae)产酶活力、木质素降解和粗蛋白含量的影响.结果表明,Lip和MnP是参与复合木质素降解菌Tf1+JG1降解小麦秸秆重要的木质素降解酶.以葡萄糖为碳源,酒石酸铵为氮源能显著提高复合木质素降解菌对木质素的降解能力,发酵9 d后小麦秸秆的失重率为14.87%,木质素含量为8.68%,木质素降解率为22.95%;粗蛋白含量为7.28%,比未发酵麦秸提高了36.84%(P<0.05);Lip和MnP活力分别为629.11 U·g-1和622.22 U·g-1.     

碳氮源对复合木质素降解菌木质素降解能力及相关酶活的影响

白腐真菌所具有的降解木质素能力源于其所产生的酶系统,碳源和氮源是其降解木质素和产酶的一个极为重要的影响因素。通过室内小麦秸秆固态发酵试验,研究了不同的碳、氮源对两株侧耳属真菌Tf1（P. pulmonarius）和JG1（P. cornucopiae）产酶活力、木质素降解和粗蛋白含量的影响。结果表明,Lip和MnP是参与复合木质素降解菌Tf1+JG1降解小麦秸秆重要的木质素降解酶。以葡萄糖为碳源,酒石酸铵为氮源能显著提高复合木质素降解菌对木质素的降解能力,发酵9 d后小麦秸秆的失重率为14.87%,木质素含量为8.68%,木质素降解率为22.95%;粗蛋白含量为7.28%,比未发酵麦秸提高了36.84%（P<0.05）;Lip和MnP活力分别为629.11 U·g-1和622.22 U·g-1。

     

木质素降解细菌的筛选及园林废弃物降解研究

为获得能够高效降解园林废弃物的细菌,采用苯胺蓝和愈创木酚平板法从高温期堆肥中初筛得到木质素降解酶活力较高的菌株,再利用筛选出的菌株进行液态产酶和固态发酵试验,对漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(MnP)和木质素过氧化物酶(LiP)的活力变化及菌株对园林废弃物的降解率进行测定。结果表明,从高温期堆肥中初筛得到3株木质素降解酶活力较高的细菌L-9、L-12和L~(-1)7;液态产酶试验测得L-9、L-12和L~(-1)7的Lac活力分别为8.61、12.26和2.20 U·mL~(-1);Mn P活力分别为11.16、14.75和16.24 U·mL~(-1);LiP活力分别为40.48、42.41和37.52 U·mL~(-1);固态发酵试验测得接种L-9、L-12和L~(-1)7菌株28 d后,园林废弃物的木质素降解率分别为14.88%、20.10%和11.25%;纤维素降解率分别为25.64%、28.47%和30.03%。综合评价菌株L-12具有较强的木质素降解能力,通过形态观察和16Sr DNA序列分析,将L-12鉴定为嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus),可用于探究细菌降解木质素原理和工业化生产木质素降解菌剂。     

木霉菌素产生菌的诱变育种

[目的]筛选高产木霉菌素菌株,提高木霉菌素产量。[方法]以从枸骨中分离到的产木霉菌素的内生真菌———哈茨木霉为出发菌株,进行紫外线二次复合诱变处理,将筛选出的突变菌株连续转接5代,测定其遗传稳定性。[结果]随着照射时间的延长,哈茨木霉的致死率增大,选取致死率为88.1%的紫外线照射45 s作为最适处理剂量进行诱变育种。经过2次诱变的菌株的产孢时间提前,长出的菌落更为致密。经过初筛和复筛,最终获得1株高产突变株UV-5-3,其产抗生素的水平最高,为164.75μg/m l,比初次诱变筛选获得的突变株UV-3-1提高了56.77%,是出发菌株的2.3倍。传代试验表明,突变株UV-5-3的高产性能遗传特性稳定。[结论]利用紫外线二次复合诱变处理哈茨木霉可以获得高产木霉菌素菌株。     

哈茨木霉T2-16突变体库的构建及突变株表型分析

为了优化高效拮抗生防菌哈茨木霉T2-16的EMS诱变条件,构建哈茨木霉T2-16突变体库,为哈茨木霉功能基因组研究奠定材料基础,以哈茨木霉T2-16为试验材料,采用单因素试验以0～0.6 mol·L^-1 EMS溶液分别处理不同浓度孢子0～6 h,明确适于哈茨木霉诱变的EMS最佳浓度、处理时间和孢子浓度。以最适参数诱变处理野生型菌株,进行生长势、拮抗能力和生防效果比较。结果显示,0.4 mol·L^-1 EMS溶液处理浓度为10⁶ ·mL^-1的孢子4 h,其致死率接近70%,诱变效果最佳。经生长势、拮抗能力和生防效果比较发现,生长势呈正向突变占有率达46.20%,其中,16株突变菌株拮抗作用明显增强,T42和T62的生防效果分别高出野生型菌株31.64%和27.91%,为研究哈茨木霉与生防相关的功能基因打下基础。     

一株高效木质素降解细菌的筛选及产酶条件的优化

木质素是自然界中含量丰富、结构复杂,是农作物秸秆以及城市生活垃圾中一种常见的难降解物质,一些细菌具有降解木质素的功能。以朽木和枯叶作为样品,采用苯胺蓝平板法筛选出1株能够降解木质素且产酶能力较高的菌株C\|9,已期获得高效降解木质素的细菌,对细菌降解木质素体系提供参考。经微生物形态学和16SrDNA鉴定为节杆菌属（Arthrobacter sp.）;经产酶条件优化,确定菌株C\|9的产酶最优条件为：温度30～35℃,转速150 r/min,培养液的初始pH 7～8之间,最佳碳源为淀粉,最佳氮源为蛋白胨,诱导剂MnSO4浓度0.8 mmol/L;在最优条件下,菌株C\|9的木质素过氧化物酶活性74.62 U/mL,锰过氧化物酶活性58.61 U/mL,漆酶活性为68.92 U/mL。     

竹木质素研究进展

介绍了目前国内外竹木质素的含量、理化性质、生物合成和降解、回收应用工艺等方面的研究现状 ,提出了今后竹木质素的研究的发展方向。     

高效选择性降解稻草木质素的菌株及其产酶特性的研究

采用变色圈试验和木质素降解试验,对19株木材腐朽菌对稻草生物降解能力进行定性及定量筛选,获得了毛革盖菌(Coriolus hirsutus)、东方栓菌(Trametes orientalis)、彩绒革盖菌S2(Coriolus versicolor)和白干酪菌(Tyromyces albidus)4株高效降解稻草木质素的菌株.在15 d的培养中,各菌株对稻草木质素的降解率分别为36.71%、33.59%、22.46%和21.90%.在基础培养基发酵培养中,4菌株的漆酶活性分别在8 d和14 d达到峰值,其中白干酪菌的漆酶活性最高,为147.73 U/L,毛革盖菌、东方栓菌和彩绒草盖菌S2的漆酶活性最高分别为113.00,133.65,122.65 U/L;4菌株的木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶的酶活性均不高,可能与缺少必要的诱导剂有关.4菌株的胞外蛋白含量和菌丝重增加变化曲线基本一致,只是峰值略有提前.4株不同来源的彩绒革盖菌在木质素降解能力上存在一定的差异,这与菌株的地域差异和菌株的多次转接有直接的关系.     

甲醛对碱木素磺化度的影响

由烧碱法草浆黑液提取的碱木素,经磺化转化成水溶性的木质素,是综合治理草浆造纸黑液变废为宝的有效途径。试验结果表明,在一定的反应条件下,加入不同量的甲醛,可调整木素分子量的大小,但对碱木素的磺化度无影响。     

改性造纸黑液木质素AOL及其降解产物的谱学研究

为了解改性造纸黑液木质素及其降解产物的结构特征,对从造纸黑液中分离出并通过化学改性（氨氧化导入氮素）而制成氨氧化木质素（AOL）和未改性的碱木素（ALG）分别制样,进行红外光谱分析。结果表明,造纸黑液木质素在改性过程中部分苯环被打破,并在分子结构上接上了氮素,接上的氮素主要以酰胺态存在,而其他结构仍然与未改性的ALG相同。取等量的AOL和ALG分别与等量的土壤样品混合,在保持一定湿度和30℃下恒温培养1个月,用丙酮浸提,制样,进行GC-MS分析,发现有酚、醌类物质及含氮化合物的存在。这些物质的存在可以解释AOL作为控释氮肥的肥效以及作为尿素增效剂所具有的增效作用。     

以二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵为模板剂制备多孔钛材料

以碱木质素为原料合成二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵两性表面活性剂,并以其为模板剂采用溶胶-凝胶法制备多孔钛材料。结果表明:二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵含氮量为1.360%,含硫量1.860%;红外光谱和1H NMR证实产物中存在磺化和季胺的化学结构。溴酚蓝和亚甲基蓝实验表明二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵具有两性化合物结构,溶于碱性、中性和稀酸溶液。随着模板剂与钛酸正丁酯的质量比增加,多孔钛材料的比表面积加大;继续增加模板剂的量,多孔钛材料的比表面积下降。多孔钛材料孔径分布范围较宽,为晶态,主要以锐钛矿形式存在。煅烧后的多孔材钛料中有TiO2特征吸收峰,也有少量残留的木质素。当二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵与钛酸正丁酯的质量比为0.65∶1、煅烧温度为450 ℃时,可得到最大比表面积、锐钛矿晶态的多孔钛材料。      

木质素对菲的吸附作用研究

在石油污染土壤生物强化修复技术研究这一实际工程项目前期研究工作的基础上,建立了木质素吸附菲的试验方法,通过木质素对有机污染物吸附作用的多次试验具,考察了各种操作条件对于木质素对菲的吸附特性的影响,得出了木质素可以富集污染物的结论,对石油污染土壤生物强化修复技术研究这一工程项目具有重要的基础意义。     

木质素的测定方法研究进展

对木质素的制备、总量的测定及其结构和分子量的测定等进行了综述,并分析了这些测定方法存在的问题,指出了将太赫兹技术应用于木质素测定的前景.     

玉米大斑病菌HT-毒素对玉米叶片木质素含量的影响

本试验采用玉米大斑病菌２号小种产生的粗毒素和标准毒素（５－羟甲基－２－呋喃甲醛）进行玉米幼苗滴心处理,测定玉米大斑病菌ＨＴ－毒素处理后玉米叶片中木质素含量的变化。结果表明：毒素处理后属于亲和组合的玉米自交系木质素含量都有一定程度的提高,且处理后４８ｈ表现更为明显;非亲和组合的玉米自交系木质素含量变化不大,不同组合中木质素含量变化差异的原因尚需进一步研究。     

澳洲坚果壳中纤维素和木质素成分分析

对澳洲坚果壳的研究表明,澳洲坚果壳的主要成分是纤维素和酸不溶木质素,其中纤维素含量为34.65%,酸不溶木质素含量为39.75%,水分含量为8.45%;与其他植物相比,它的酸不溶木质素含量较高,而纤维素含量明显较低;紫外和红外光谱、核磁共振氢谱的分析结果表明,澳洲坚果壳的木质素以愈创木基-紫丁香基木质素为主,属GS型木质素,且G型木质素含量大于S型木质素.