一株高效纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化

为获得高效纤维素降解菌株,以CMC-Na为唯一碳源进行筛选,从土壤及腐烂秸秆中分离到26株纤维素降解菌.分别测定其滤纸崩解、CMC-刚果红水解圈、CMCase(羧甲基纤维素酶)和FPase(滤纸片酶)活性等指标,从中筛选出产纤维素酶能力最强的JSD-1放线菌.通过测定不同条件下JSD-1放线菌产纤维素酶的活性,得到其最佳产酶条件.结果表明,当温度为35℃、发酵液初始pH为6.5、接种量为8％及转速为180 r/min时,CMCase和FPase分别在发酵第5天和第4天有最大的产酶活性,为59.19和31.68 U/mL.     

纤维素降解菌群筛选与降解活性分析

从富含腐殖质的土壤中筛选出9组纤维素分解能力强且性能稳定的纤维素复合菌群S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9。复合菌群的培养最适初始条件为pH6～8,温度50～60℃,静置培养3d,分别于24、48、72h测定羧甲基纤维素(CMC)酶活性,测得最高的3个CMC酶活性分别出现在S1的72h、S2的48h和S6的48h,其值分别为33.1、37.7、34.1U·mL-1。     

纤维素高效降解菌群构建及产酶底物优化

为促进堆肥腐熟、缩短堆肥周期,通过平板初筛及酶活测定,从腐烂竹子、玉米秸秆中获得4株酶活性较高纤维素降解菌并混合培养,得到理想组合Cro-2/Bam-Q/Bam-3/Bam-1,其内切葡聚糖酶(CX)、外切葡糖酶(C1)、β-外切葡萄糖苷酶(CB)及纤维素全酶(FPA)活性分别为12.54、14.65、7.71、11.98 U,均高于单一菌株酶活性。对混合菌群产酶底物优化结果表明,当沼渣与水稻秸秆11混合,麸皮为氮源时,可有效提高混合菌群产酶活性。     

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。     

高效纤维素降解菌的筛选

对实验室现有14个霉菌菌株进行筛选,得到3株具有高效纤维素降解能力的菌株,分别为AL11、AL12、AL14。纤维素CX酶活力分别为706.7,733.3,725.0U.g-1.min-1;还原糖生成量为17.18,17.92,17.35mg.g-1;固体曲发酵培养基(麦麸∶稻草粉=37∶)失重率分别为57.8%,62.4%,58.8%。这3个菌株纤维素降解能力明显高于其他菌株。     

纤维素降解菌群构建及其降解能力的初步研究

通过对堆肥材料内微生物菌群的连续筛选与驯化,获得高效、稳定纤维素降解菌群,并对其生长特性和降解能力进行了研究,结果表明:降解菌群生长迅速,培养第7天即可达到生长平台期;菌群纤维素酶活性在1～7 d内逐步增加,第7天的酶活性最高;降解菌群对不同纤维素材料的纤维素酶活性差异较大,初始pH值低有利于降解菌群酶活性的提高,其中初始pH值为4.0时的纤维素酶活性最高,为86.54 U。     

松针纤维素降解菌系筛选及产酶条件研究

为研究松针纤维素降解菌系,通过刚果红纤维素平板鉴别初筛菌株,以CMC、滤纸和微晶纤维素3种酶活性高低进行复筛,从土壤中分离筛选出3株松针纤维素分解能力较强的菌株。将复筛获得的菌株进行组合培养,并与其单独培养时酶活大小进行比较,得到1个酶活最佳组合,其CMC、滤纸和微晶纤维素3种酶活力分别为83.39、35.84和122.54 IU,均比单菌株各酶活力高。对该组合产酶条件研究结果表明,该组合在以硝酸钠为氮源,6.0为起始p H时,加入表面活性剂聚乙二醇400时产酶最佳,CMC、滤纸和微晶纤维素3种酶活力分别达到98.03、50.84和140.06 IU。     

木质纤维素降解复合菌系筛选与鉴定

为了提高生物质秸秆降解速度,筛选高效生物质纤维素降解菌系,以富含玉米秸秆的腐烂物为菌源,用纤维素刚果红选择性培养基进行初筛,从中分离高效纤维素降解菌。初筛由刚果红培养基上透明圈直径大小以及滤纸条崩解能力初步判定;复筛则通过酶活的测定,包括滤纸条酶活的测定、羧甲基纤维素酶活的测定进行逐级筛选,从而组建高效菌株复合菌系。结果表明,从腐烂的玉米秸秆中筛选到一组玉米秸秆降解复合菌系,其C1菌株滤纸酶活相比最高,为8.52 U/mL;N1菌株的纤维素酶活最高,为6.44 U/mL。对所筛选的菌株复合菌系测序鉴定发现,复合菌系优势菌系主要组成是栓菌(Trametes)、稻瘟病菌(Sarocladium)、链霉菌(Streptomyces)、未分类的放线菌(Actinomycetales unclassified)、丙酸杆菌(Propionibacterium)。     

高效降解纤维素微生物产酶条件优化及复合菌群的构建

以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为唯一碳源,从白蚁肠道中分离出具有高效降解纤维素能力的菌株,通过16s rDNA鉴定种属关系,三株菌株命名为2号、4号、5号,2、5号为蜡样芽孢杆菌、4号为链球菌。通过条件优化,确定最佳发酵条件为:CMC-Na为碳源、牛肉膏为氮源、pH值为7、37℃、发酵时间24 h、2%接种量。随机组合不同菌株构建复合菌群,复合菌群产酶能力最强的为4号+5号菌株,酶活达3.67 U/mL。     

纤维素降解菌的筛选及相互作用分析

从长期富含枯枝落叶的土壤、造纸厂排污口污泥中筛选出能较好降解纤维素的3种菌株绿色木霉、青霉和曲霉,3种菌株分别进行单独和混合发酵培养,对纤维素的降解效果进行比较研究,结果表明,优良菌株的混合培养可明显提高纤维素的降解效率.     

柳枝稷降解复合系的微生物多样性及酶学特性

为加速木质纤维素类生物质资源的能源转化,本研究以能源作物柳枝稷为基质材料,筛选可以高效产酶的微生物复合系。通过长期的限制性筛选,获得一组有效降解柳枝稷的复合系,进而对复合系的酶学特性及微生物多样性进行了研究。在连续2周的液体培养过程中,柳枝稷的干物质损失主要发生在前4d,且干物质损失率占总损失率的70%。在14d培养过程中,柳枝稷的纤维素及半纤维素的降解率分别达到了50%和60%。整个培养过程中的羧甲基纤维素酶活及木聚糖酶活结果显示,2种酶活的最高值分别达0.21和3.75IU。2种酶的优势作用pH分别为5.0和6.0,优势作用温度为60℃。克隆文库结果显示复合系由真菌和细菌共同组成,86%的细菌近缘种为Achromobacter xylosoxidans,91%的真菌近缘种为Fusarium sporotrichioides。     

红壤丘陵区旱地和水旱轮作地土壤中纤维素降解功能微生物群落特征

为揭示农田土壤有机质中纤维素降解的微生物机制,依托红壤丘陵区长期定位试验,以两种土地利用方式(旱地和水旱轮作地)下两种施肥模式(化肥、秸秆还田配施化肥)的农田生态系统为研究对象,分析了表层土壤中纤维素含量、纤维二糖水解酶活性以及纤维素降解功能微生物丰度与群落结构的周年动态变化特征。结果表明:长期(13年)施肥后土壤中纤维素并未发生显著积累,且从周年动态变化来看,秸秆还田后旱地和水旱轮作地中纤维素分别在6个月和3个月内完全降解或被转化为其他形态;相关分析表明,纤维二糖水解酶活性与纤维素含量呈显著正相关,而真菌cbh I基因丰度与纤维二糖水解酶呈显著正相关(P0.01),因此功能基因cbh I可用于指示本研究供试土壤中降解纤维素的关键微生物群;聚类分析表明,旱地和水旱轮作地的纤维素降解微生物(含cbh I基因)互相分离,即与施肥相比,土地利用方式是引起土壤中纤维素降解微生物群落组成改变最主要的因素;克隆测序结果显示,两种土地利用方式下纤维素降解功能微生物均以伞菌和粪壳菌占绝对优势,分别占总克隆库的22.9%~39.5%(平均为34.7%)和17.7%~42.3%(平均为28.5%),其中秸秆还田后的纤维素降解过程可能由粪壳菌主导。研究结果阐明了红壤丘陵区旱地和水旱轮作地中秸秆还田后纤维素降解及其功能微生物群落的异同,为揭示农田土壤新鲜有机质中易分解组分(纤维素)的微生物转化机制提供了基础数据。     

玉米秸秆低温高效降解复合菌系GF-20的温度和pH适应性研究

【目的】研究不同条件下复合菌系的秸秆分解能力和酶活性,评价该复合菌系的功能稳定性及适应性,为进一步完善该复合菌系的筛选技术及其应用提供理论依据。【方法】以复合菌系GF-20为研究对象,在不同温度和pH值条件下连续继代培养,测定所得复合菌系的滤纸分解特性、玉米秸秆降解率、发酵液pH值、纤维素酶和半纤维素酶活性,以评价复合菌系的功能稳定性。【结果】在温度4~30℃、pH 6.0~9.0时,经过15代的继代培养,复合菌系GF-20在培养的108~140h可分解滤纸纤维素,玉米秸秆降解率保持在30%以上,发酵液pH值随发酵时间的延长趋近于中性,pH调节能力良好,纤维素酶活性为1.22~2.34 U/mL,半纤维素酶活性为12.82~14.23U/mL。【结论】复合菌系GF-20可在较大的温度和pH范围内保持较高的纤维素和半纤维素酶活性,能发挥秸秆降解作用,具有良好的开发潜力和应用前景。     

棉秆纤维素降解复合菌系的筛选及其分解特性研究

[目的]从自然环境中筛选降解棉秆的纤维素分解复合菌系,以降解棉秆中的纤维素.[方法]采用PCS培养基,从牛粪、土壤、羊的瘤胃液和发酵粪中筛选纤维素分解复合菌系,通过连续继代培养,获得相对稳定的复合菌系,再获得粗酶液,测定三种酶活(CMC、FPA、纤维二糖酶)和酶解效果.[结果]牛粪的降解纤维素复合系,酶活分别为CMC 11.95 U/mL、FPA 8.29 U/mL、纤维二糖酶11.03 U/mL,产酶动态变化在4～5d酶活性比较高,确定发酵周期为5d,pH值先上升后下降,在发酵的4～5d,pH值相对较高,以后开始下降,维持稳定,呈现弱碱性.[结论]来自牛粪的纤维素降解菌降解能力最强,降解棉花秸秆效果较好,棉秆失重率为18;,糖化率为19.39;.     

一组秸秆分解菌群的稳定性及对还田秸秆的促腐效果

探讨一组秸秆还田菌群ADS-3的功能稳定性及初步观察其接种于土壤后对还田秸秆的促腐效果。结果表明：在培养瓶中菌种ADS-3对小麦、水稻和玉米3大农作物秸秆都有稳定高效的分解能力,35℃条件下培养11d,能分解稻秆51．6％、小麦秸秆44．7％、玉米秸秆40．8％;在4、15和35℃条件下,尽管ADS3对小麦秸秆的分解率差异很大,依次为6．8％、21.6％和44．7％;但是用变性梯度凝胶电泳（DGGE）检测其培养液,发现不同温度条件下ADS3的微生物组成稳定。将菌种接种到模拟秸秆还田土壤中,初步试验结果表明ADS-3能显著提高秸秆的腐解速度（P〈0．05）。试验结果为该菌群进一步开发秸秆还田促腐菌剂提供试验参数和依据。     

玉米秸秆水热生物炭施用对土壤重金属Cd生物有效性和微生物群落的影响

为了探究玉米秸秆水热生物炭（简称水热炭）施用对镉（Cd）污染土壤的修复效果及作用机制,通过盆栽试验,分析了不同水热炭在不同添加率下（1%和 3%）对土壤 Cd生物有效性和作物吸收的影响,并探究了不同条件下的微生物群落结构。结果表明：与对照相比,水热炭施用显著提高了土壤有机质和溶解性有机碳含量,土壤中二乙烯三胺五乙酸提取的Cd（DTPA-Cd）和油菜叶片 Cd含量分别降低了 5.01%~20.98%和 10.82%~34.16%。提高水热温度和水热炭添加率有助于降低土壤 DTPA-Cd含量。此外,施用水热炭显著增强了根际土壤细菌的多样性和丰度,且明显改变了微生物群落结构。与对照组相比,施用水热炭显著降低了根际土壤中Actinobacteriota的相对丰度,提高了Proteobacteria和Bacteroidota的相对丰度。冗余分析表明土壤溶解性有机碳含量是影响根际土壤细菌群落结构的关键因素。因此,水热炭对重金属污染土壤有很大的修复潜力,但其对土壤重金属的长期效应有待进一步研究。     

纤维素分解菌复合系WDC2分解小麦秸秆的特性及菌群多样性

为了加快小麦秸秆资源的资源转化,提高小麦秸秆的生物分解率,从小麦秸秆堆肥中筛选到一组高效的小麦秸秆分解菌复合系WDC2。研究表明,WDC2在PCS培养基中以小麦秸秆作为唯一碳源,60℃培养15 d,对小麦秸秆的分解率达到64.47%,其中纤维素分解44.7%,半纤维素分解13.61%,木质素减少3.85%,pH由初始的8.3迅速下降,60 h下降到6.6,而后逐渐回升接近初始值。羧甲基纤维素酶(CMCase)随小麦秸秆的分解而升高,在15 d达到0.372 U/mL。GC-MS分析WDC2分解小麦秸秆不同阶段的培养液,检测到乙醇、乙酸、乙二醇、丙酸、2-甲基丙酸、丁酸、3-甲基丁酸、2-甲基丁酸、丙三醇共9种挥发性有机酸。其中,除乙醇在分解初期出现后消失外,其他产物在培养的第7～15天的含量都较高。菌群结构分析显示,WDC2菌群中主要含有11种细菌,大部分为不可培养菌株,其中Clostridium thermocellumCTL-6为厌氧培养细菌,是WDC2中具有高效的纤维素分解能力的菌株。     

不同麦秸还田模式对稻田土壤微生物活性和微生物群落组成的影响

为探讨典型稻麦轮作区土壤微生物活性和群落组成对麦秸还田的响应规律,开展大田试验研究了麦秸直接还田、麦秸与氮肥配施、麦秸泡田还田三种模式下,稻田土壤微生物量碳和微生物量氮含量、酶活性和微生物群落组成的变化响应规律。结果表明:三种麦秸还田模式均显著提高稻田土壤微生物量碳(251 mg·g^-1vs 263~282 mg·g^-1)、氮(16.9 mg·g^-1vs 24.6~27.6 mg·g^-1)含量,降低微生物量碳氮比(14.9 vs 8.58~10.7),提高土壤中多酚氧化酶活性(16.7 mmol·g^-1·h^-1vs 21.5~24.8 mmol·g^-1·h^-1),但对于酸性磷酸酶活性并无显著影响。稻田土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性的变化在不同麦秸还田模式下存在显著差异,秸秆直接还田和麦秸与氮肥配施还田显著提高过氧化氢酶活性;麦秸泡田还田对过氧化氢酶活性无影响,但显著提高蔗糖酶活性;而秸秆直接还田和麦秸泡田还田则显著降低脲酶活性。基于高通量测序,稻田土壤中优势细菌是绿弯菌门(Chloroflexi,24.2%~25.5%)、放线菌门(Actinobacteria,21.5%~24.1%)、变形菌门(Proteobacteria,18.2%~21.1%)、酸杆菌门(Acidobacteria,9.5%~11.1%)和厚壁菌门(Fimicutes,7.1%~8.4%)。与未施用麦秸土壤相比,麦秸还田显著提高了土壤中变形菌门的相对丰度,提升幅度为13.9%。非度量多维尺度分析(NMDS)结果显示,与未施用麦秸还田相比,麦秸直接还田和麦秸与氮肥配施还田改变了土壤中细菌群落组成,而麦秸泡田还田则未能改变土壤中细菌群落组成。综合分析认为,麦秸还田为微生物提供了充足的碳源和能源,提高了土壤微生物量,而酶活性和土壤细菌群落组成对不同秸秆还田模式的响应不同。     

Impact of lfuxapyroxad on the microbial community structure and functional diversity in the silty-loam soil

The aim of this work was to assess the effect of applying three different doses of lfuxapyroxad on microbial activity, com-munity structure and functional diversity as measured by respiration, microbia...