高温秸秆降解菌的筛选及其纤维素酶活性研究

筛选能在高温（55~75℃）好氧堆肥中高效降解纤维素的菌株,并评估其降解秸秆的能力与产纤维素酶的热稳定性。从高温期堆肥中采样,以水稻秸秆粉为唯一碳源,通过55、65℃和75℃连续高温传代驯化并分离筛选耐高温菌,结合水解圈和水稻秸秆崩解试验筛选不同高温下高效降解秸秆的目标菌株,采用16S rRNA测序和系统发育分析鉴定目标菌株分类地位,通过分析目标菌株纤维素降解相关酶在50~90℃之间的热稳定性,解析其高温适应性机制,评价其在实际生产中的应用潜力。高温驯化分离得到13株耐高温降解菌,其中B-5、B-6、B-7和B-11的纤维素和秸秆降解能力较强,而只有B-7和B-11在55~65℃和75℃具有高效降解水稻秸秆的能力,将其认定为目标菌株。系统发育分析表明B-7和B-11菌株与芽孢杆菌科高度相似,分别命名为短小芽孢杆菌B-7和嗜热脂肪芽孢杆菌B-11。酶活热稳定性分析发现B-7和B-11各纤维素酶活性在50~90℃之间先升高后降低,其最适温度范围不同,分别为55~65℃和70~80℃,其中B-11在85℃时的相对酶活仍高于60%。研究表明,菌株B-7和B-11是耐高温高效秸秆降解菌,其具有不同高温偏好性,纤维素酶热稳定性强,在秸秆高温好氧堆肥中具有潜在的应用前景。     

一株纤维素降解菌株筛选及在低温好氧堆肥起爆应用

为解决北方寒区冬季低温环境下秸秆好氧堆肥起温困难问题，从腐烂秸秆及土壤中筛选可在5℃低温环境下正常生长，且具有木质纤维素降解能力的微生物菌株，为获得低温秸秆好氧堆肥起爆菌剂奠定基础。研究使用刚果红染色法初筛，利用羧甲基纤维素酶(CMC)活性及滤纸崩解试验复筛，再鉴定获得的菌株，最后利用堆肥试验验证其起爆效果。试验筛选到一株耐冷纤维素降解菌LYG-01，其CMC酶活性为1.77 U·mL^-1，鉴定该菌为Lelliottia sp.。响应面分析结果表明，pH为6.8，培养温度为24.2℃，接种量达到3.12%时，为该菌株最适培养条件。堆肥中处理组在第72小时即达到高温阶段阈值(50℃)，此时对照组温度仅升高至37.2℃，处理组高温阶段时间相比对照组延长33%。处理组温度峰值60.2℃，而对照组峰值为58.7℃。据此，可判断该菌可用于制备低温秸秆好氧堆肥起爆菌剂。     

高温纤维素降解微生物的筛选、鉴定及其酶活力测定

【目的】筛选高温高效纤维素降解微生物,为畜禽粪便和农作物秸秆堆肥菌剂的研制奠定基础.【方法】在50℃培养条件下,对牛粪自然堆肥样品中的纤维素降解微生物进行富集、分离、纯化培养.又经刚果红纤维素培养基法、滤纸条崩解试验、纤维素酶活测定法进行纤维素降解活性的筛选.再提取菌株DNA,分别扩增16S rDNA或ITS片段进行鉴定.【结果】最终筛选得到具有良好纤维素降解性能的细菌(X-1)和真菌(Z-3)各1株.Z-3菌株在5 d内能将滤纸条完全崩解,X-1菌株则为7 d.X-1菌株在7 d内羧甲基纤维素酶(CMCase)、滤纸酶(FPA)和微晶纤维素酶(C1)最高活力分别为0.47、0.08、0.12 IU/mL;Z-3菌株则为0.32、0.14、0.07 IU/mL.分子生物学鉴定结果表明,X-1为伯氏短杆菌(Brevibacillus borstelensis),Z-3为枝孢菌属(Cladosporium).【结论】得到了2株高温降解微生物,50℃降解纤维素能力较强(培养基),可进一步用于堆肥菌剂的开发.     

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。     

牛瘤胃中米曲霉的分离鉴定及对玉米秸秆降解效果的研究

为提高玉米秸秆中纤维素的降解率,从牛瘤胃内容物中筛选出高效的纤维素降解菌,并研究该菌对玉米秸秆的发酵效果.经选择性培养基初筛和固体发酵培养复筛,筛选出1株纤维素酶活性相对较高的菌株(No.3),经形态特征观察和26S rDNA ITS区序列分析确定其为米曲霉(Aspergillus oryzae).对其酶学特性及发酵效果进行了研究.结果表明,该菌所产纤维素酶的最适pH值为5.5～6.0,最适温度为50 ℃.其羧甲基纤维素酶活性和滤纸糖酶活性分别达到6.01,1.15 U·g-1.与发酵前相比,发酵后的玉米秸秆中还原糖和可溶性蛋白含量分别提高123.53%,48.98%(P＜0.05);纤维素和半纤维素的降解率分别为25.01%,45.99%(P＜0.05).说明该菌株具有较高的应用价值,可以作为开发和利用农作物秸秆的优良菌株.     

白蚁菌圃中产纤维素酶菌株的鉴定与酶活研究

[目的]提高生物质秸秆降解速度,能够更加充分地利用微生物资源.[方法]以黑翅土白蚁菌圃为菌源,采用平板稀释法初筛分离得到降解纤维素的目标菌株,再复筛得到最优菌株FUN-ce4,然后对其进行ITS序列分析鉴定以及酶稳定性研究.[结果]菌株FUN-4归属于栓孔菌属(Trametes).经对酶活性研究,菌株FUN-4在温度为60℃、pH为4、发酵时间为6 d时酶活相对较高;而温度为40℃、最适pH为5时酶活相对较稳定.[结论]白蚁菌圃中存在活性较高的纤维素降解菌株,可以成为高活性木质纤维素降解酶的重要来源.     

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。     

1株秸秆降解高温菌的筛选、鉴定及堆肥应用

秸秆直接还田及焚烧对植物及环境都有不利的影响,堆肥还田是一种解决其不利影响的有效途径。通过高温筛选、产酶筛选,从菇渣中筛选得到3株在40℃条件下可生长的产纤维素酶细菌。通过秸秆崩解试验,G2在以豆粕为氮源的条件下降解效果最佳,秸秆降解率达到14.59%。通过对菌株的形态特征观察、部分生理生化试验和DNA基因鉴定,初步确定G2属于芽孢杆菌属。对发酵培养基进行初步优化,优化后培养基为可溶性淀粉30.0 g/L,酵母膏37.5 g/L,磷酸二氢钾1.0 g/L,菌体浓度较初始发酵浓度提高了117.92%。通过堆肥试验,G2处理堆肥物料有机质含量最高下降近27%,堆内温度高于50℃的时间均超过8 d,达到了无害化处理的要求,且GI指数达到了142.54%,各项指标均优于市售菌剂处理,秸秆完全腐熟且对植物无害,对植物生长有促进作用。     

促进草酸青霉降解秸秆的表面活性剂效果研究

为了提高秸秆降解效率,本文探究了不同种类表面活性剂对秸秆降解菌降解秸秆的作用,并筛选出效果最佳的表面活性剂。首先筛选获得一株降解玉米秸秆能力较强的菌株——草酸青霉Z7-6;其次在液体发酵条件下,考察4种表面活性剂（两个浓度）对草酸青霉Z7-6降解玉米秸秆效果及产纤维素类酶的影响;最终通过固体发酵验证表面活性剂的效果。结...     

新疆寒冷地区腐木中产纤维素酶菌株的筛选与低温产酶特性

为筛选出能在低温条件下高效降解纤维素的菌株,提高秸秆在低温条件下纤维素的降解速度,以新疆寒冷地区腐木为试验材料,对低温纤维素降解菌进行筛选,在4 ℃条件下筛选得到4株可在低温下生长且具有纤维素降解作用的真菌,通过形态学和分子生物学的方法对低温菌进行鉴定,分别为产黄青霉(Penicillium chrysogenum)、桔绿木霉(Trichoderma citrinoviride)2株、脉纹孢菌(Neurospora sitophila);耐冷试验表明,筛选获得的菌株都为耐冷菌。通过对4株低温菌产酶特性进行研究,结果表明,菌株产纤维素酶的最佳培养时间为9 d,培养基最适初始pH值为7,最佳温度为25 ℃,最佳接种量为5%。秸秆降解试验表明,筛选获得的4株真菌对秸秆具有降解能力,对玉米秸秆降解效果最好,酵解率都在40%以上。