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.     

固定化木质素降解菌对园林废弃物堆肥的影响

  目的  以生物质炭和米糠为载体,将木质素降解菌No.11通过固定化的方式制备促进园林废弃物堆肥腐熟的固体菌剂。  方法  通过单因素试验探究接菌量(5%、10%、15%、20%、25%)、保护剂体积分数(0、4%、8%、12%、16%、20%)、含水率(5%、10%、15%、20%、25%)的优化范围,再通过正交试验在该范围内寻找固体菌剂的最佳制备条件。以市售常见有效微生物复合菌(EM菌)菌剂为对比,将制得的菌剂添加到园林废弃物堆肥中,探究其对木质素、纤维素降解和相关酶活力的影响。  结果  木质素降解菌No.11的最佳固定化条件为:接菌量10%、保护剂体积分数8%、含水率15%,制得的菌剂中有效活菌数达1.26×1011 CFU·g?1。园林废弃物堆肥中添加自制菌剂后木质素降解相关酶(漆酶、锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶)的活力均得到提高。与添加EM菌相比,木质素降解率提高8.69%;与不添加菌剂相比,木质素降解率提高23.91%,纤维素降解率提高8.34%,堆肥产品达到腐熟标准。  结论  通过固定化木质素降解菌制备的固体菌剂,其有效活菌数符合GB 20287?2006《农用微生物菌剂》的相关要求,将菌剂添加到园林废弃物堆肥中可提高木质素和纤维素降解率,促进堆肥产品腐熟。图3表3参36     

转锰过氧化物酶基因酵母的建立及其降解秸秆木质素能力的研究

为了提高锰过氧化物酶基因的表达产量,从黄孢原毛平革菌中获取锰过氧化物酶基因,并将其转化至毕赤酵母中。在液态发酵培养条件下,重组酵母与原始黄孢原毛平革菌所分泌的锰过氧化物酶活性分别为0.317 8U·m L~(-1)和0.197 2 U·m L~(-1)(P0.05);重组酵母所表达酶的最适温度和p H值分别为40℃和4.5,与原始酶的生化特性基本一致。在含有玉米秸秆的液体培养基中,重组酵母对秸秆中木质素降解率达到24.09%,而黄孢原毛平革菌对木质素的降解率为16.53%(P0.05)。     

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。     

油包水(W/O)型微乳液中m-6菌木质素降解酶的研究

【目的】研究W/O十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)微乳液体系和HAc-NaAc缓冲液体系中,m-6菌株固态发酵后产生的胞外木质素降解酶漆酶(Lac)、木质素过氧化物酶(Lip)、锰过氧化物酶(Mnp)酶促反应的最佳反应条件。【方法】通过分别对Lip(以2,2′-连氮-二(3-乙苯基并噻唑-磺酸)为底物)、Mnp(以MnSO4为底物)和Lac(以藜芦醇为底物)3种木质素降解酶在W/O型CTAB微乳液体系和HAc-NaAc缓冲液体系中的酶活测定,研究不同温度、pH和底物浓度对酶促反应的影响,探讨最佳反应条件,并比较两种反应体系下的酶活。【结果】在W/O型CTAB微乳液体系中,Lip、Mnp和Lac 3种酶酶促反应的最佳条件为:温度37℃、pH分别为4.5,4.5和3.5;在HAc-NaAc缓冲液体系中,3种酶酶促反应的最佳反应条件为:温度37℃,pH分别为5.0,5.0和4.0;在两种反应体系中的最佳反应底物浓度相同,即藜芦醇、MnSO4、2,2′-连氮-二(3-乙苯基并噻唑-磺酸)浓度分别为0.053,0.116,0.492 mmol/L。在W/O型CTAB微乳液中,Lip和Mnp酶活比其在HAc-NaAc缓冲液体系中分别提高了81.45%和36.75%,但Lac酶活却减少了2.914倍。【结论】得到了Lac、Lip和Mnp酶3种木质素降解酶在W/O型CTAB微乳液体系和HAc-NaAc缓冲液体系中的最佳反应条件,为木质纤维素的生物降解奠定了基础。     

3株真菌固态发酵产木质素降解酶的研究

对菌株JS-1008、米曲霉CGMCC5992、黄孢原毛平革菌CICC40719等3株真菌固态发酵产木质素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶进行了研究。结果表明,3株菌株中,米曲霉发酵产木质素降解酶活性最高,木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶活性可达2.08、1.79 U/g DS,产纤维素酶、半纤维素酶活性则相对较低,分别为1.69、4.19 U/g DS,木质素降解率为7.23%;菌株JS-1008产木质素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶的活性均较低,木质素降解率最低;黄孢原毛平革菌产木质素降解酶的水平最低,木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶的活性分别为0.40、0.51 U/g DS,但产纤维素酶、半纤维素酶的活性最高,分别达到2.54、10.86 U/g DS,木质素降解率达11.7%。     

高效木质素降解菌株的分离筛选

为筛选能高效降解木质素的菌株,从31份采集的朽木和土壤样品中分离纯化获得155株菌;将纯化获得的菌株接入到含愈创木酚的选择培养基上进行初筛,观察其颜色变化,根据菌落圈和变色圈直径的比值,筛选出9株可降解木质素的菌株;将这9株菌接入产酶培养基中进行液体静止培养并测定木质素酶活力,最终获得2株高产木质素酶的真菌菌株14-7和15-1.将这2株真菌培养7 d后,所产木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶的活力分别为0.087、0.060、0.144和0.070、0.059、0.000U·mL-1.     

木质素分解复合菌系LDC的分解特性与细菌组成多样性

利用细菌复合菌系LDC对木质纤维素进行生物处理,研究其分解及产酶特性、细菌组成多样性,为秸秆类木质纤维素资源的生物利用提供依据。用范氏纤维素测定方法测定复合菌系LDC在降解芦苇的过程中木质纤维素含量变化,同时检测分解过程中的发酵液的p H及酶活力变化趋势;运用高通量技术对LDC的16Sr DNA基因的V3-V4区进行测序,分析其细菌组成多样性。LDC具有较强的木质素、半纤维素分解能力,而很少分解纤维素;LDC能够分泌木质素降解酶,漆酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶的最大酶活分别为136.7、1 206.5、3 933.3 U·L-1。LDC秸秆周围的液态培养物(S1)及LDC处理后的秸秆表面(S2)两个样品的细菌组成没有差异、菌属组成丰度存在很大差异。S1中相对量最高的优势菌属为索氏菌属(Thauera,22.32%);S2中相对量最高的优势菌属为:假单胞菌属(Pseudomonas,26.99%)。LDC不分解纤维素且具有较高效的木质素分解能力,对研究木质素的生物降解具有非常重要的意义。     

毛头鬼伞菌株降解玉米秸秆的效果

以长白山腐殖质土壤为样品进行富集培养,筛选出能够降解玉米秸秆木质素的微生物,结合ITS生物学鉴定与形态学鉴定,确定筛选得到的菌株为毛头鬼伞Coprinus comatus。该菌株产漆酶酶活4.86 U/mL、木质素过氧化物酶酶活1.33 U/mL、锰过氧化物酶酶活2.96 U/mL、木聚糖酶酶活18.22 U/mL、羧甲基纤维素酶酶活性3.57 U/mL。该菌株降解玉米秸秆的失重率达23.65%,其纤维素降解率为17.06%,半纤维素降解率为7.65%,木质素降解率为35.67%。以上为进一步开发其在玉米秸秆降解方面提供了参考。     

不同处理方式对毛竹篼纤维素及木质素酶活的影响

对新砍伐的毛竹篼进行促腐剂、机械、覆盖方式等处理,得出降解过程中滤纸酶活、棉花酶活、CMC酶活最高值分别为15424×103、36888×103、5785×103U/kg,最低值分别为5665×103、7034×103、2876×103U/kg;木质素过氧化物酶活、漆酶酶活、锰过氧化物酶活最高值分别为013×103、607×103、15907×103U/kg,最低值分别为0001×103、0200×103、0760×103U/kg。毛竹篼降解过程中棉花酶活＞滤纸酶活＞CMC酶活,锰过氧化物酶活＞漆酶酶活＞木质素过氧化物酶活;毛竹篼不同部位的纤维素酶活和木质素酶活是复杂多变的。总CMC酶活与总滤纸酶活存在显著正相关,覆盖处理对总木质素酶活的影响最大。     

芝麻茎点枯病菌产生的几种细胞壁降解酶活性分析

测定芝麻茎点枯病菌产生的几种细胞壁降解酶种类及活性大小,为进一步探讨其与寄主的互作机制奠定基础。从不同芝麻产区采集7株茎点枯病菌,液体培养制取粗酶液,离体条件下采用分光光度法测定病原菌分泌的半纤维素酶、木质素降解酶种类及活力大小。结果表明,7个菌株均未检测到锰过氧化物酶,但都能检测到木聚糖酶、木质素过氧化物酶和漆酶,说明7个菌株均能产生半纤维素酶和木质素降解酶,并且同一种酶不同菌株酶活力大小不同,同一菌株的木质素过氧化物酶活力都明显高于漆酶活力,其中,菌株2010003的木聚糖酶综合活力最高,菌株2010028的木质素过氧化物酶和漆酶活力均最高。     

重筛野生黑木耳废渣中木质素过氧化物酶的研究

筛选野生黑木耳废渣中产木质素过氧化物酶的菌株,对存在的漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的活力进行测定,并对3种酶的最适温度和最适p H进行考察。结果表明,在33株野生黑木耳菌株中,得到2株产木质素过氧化物酶菌株,废渣中3种酶的平均酶活力分别为54.3、37 200、6.7 U/L;3种酶的最适温度为28~32℃,最适p H为6.2~7.0。废渣中3种酶活力差别较大,锰过氧化物酶活力最强,在降解木质素上起主要作用,木质素过氧化物酶活力最小,作用差。     

几种食用真菌降解稻草的潜力研究

以常见的7株食用真菌菌株为材料,分别为平菇韩黑(Pleurotus ostreatus hanhei)和平菇8号(P.ostreatus 8)、秀珍菇(P.cornucopiae)、姬菇206(Hypsizygus marmoreus 206)、白灵菇(Pleurotus nebrodensis)、金针菇天福(Flammulina velutipestianfu)和金针菇8802(F.velutipes 8802),筛选出在纤维素平板上生长较快的4株菌(姬菇206、平菇韩黑、平菇8号和秀珍菇),并进一步测定其产生纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶的活力以及降解稻草中木质素、纤维素和半纤维素的能力。结果显示:姬菇206中与木质素降解有关的木质素过氧化物酶(LiPs)、锰依赖过氧化物酶(MnPs)和漆酶(Lacs)的活力最大,分别达到58.52、186.66和8.82 U·g-1;滤纸酶活力也是姬菇206最高,为3.86 U·mL-1;平菇韩黑的半纤维素酶活力最高,达到41.20 U·mL-1。稻草降解试验表明,平菇韩黑的半纤维素降解率最高,为51.03%,其次为姬菇206,降解率为50.49%。姬菇206对木质素的分解率最高,达到51.47%。平菇韩黑对稻草的的总降解率最高,达到47.52%。结论:平菇韩黑和姬菇206具有较强的稻草降解能力,可作为降解稻草的工程菌株。     

毛头鬼伞降解木质素及其优化条件

通过液体发酵培养,利用正交试验优化了毛头鬼伞菌株对木质素的降解条件,并对该菌株的木质素降解酶系和降解木质素能力进行初步分析.结果表明:毛头鬼伞菌株降解木质素条件为以酵母粉作为氮源,碳氮比10 ∶ 1,最适pH 8,最适温度25℃,木质素降解率可达到41.94％;木质素降解酶系中的漆酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶在该...     

金针菇J_(89-6)降解木质素的条件优化及相关研究

从10个金针菇菌株中筛选出1株具有较高降解木质素能力的金针菇J89-6,对其液体降解条件进行优化,发现在27℃、pH值5.5、转速100 r/min、接种量为5%的液体培养条件下,J89-6对木质素磺酸钙的降解率可达46%。试验还测定了3种重要的木质素降解酶,发现该菌株能产生漆酶与木质素过氧化物酶。     

高效木质素降解菌的筛选及产漆酶条件的研究

【目的】为了获得高产漆酶的菌株用于降解木质素.【方法】从新乡周边腐木堆积处、秸秆堆积处和造纸厂废水这些木质素含量丰富的地方取样,以木质素为唯一碳源,初筛出对木质素具有降解能力的菌株.【结果】采用愈创木酚平板法对产漆酶的菌株进行复筛得到4株产漆酶能力较强的菌株,通过生理生化及18S rDNA序列分析对菌株进行鉴定,通过液态发酵培养以2,2′-连氮基-双-(3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸)(简称ABTS)法对漆酶活性和木质素降解能力进行研究.结果表明,黄孢原毛平革菌在培养6d后,漆酶活力达到最高,为233.33U/L.利用液态发酵研究了碳源、氮源、金属离子、pH、温度对其发酵产漆酶的影响,确定了该菌株的最优碳源为乳糖,最优氮源为酵母粉,最适铜离子浓度为0.6mmol/L,最适温度为30℃,最适pH为4,在此条件下木质素去除率达到了84.7%.【结论】试验筛选出的黄孢原毛平革菌具有良好的降解木质素的能力,为研究漆酶基因的克隆表达和酶学研究奠定了基础.     

堆肥中木质素降解细菌MZ-9 的筛选 及产酶条件优化

在堆肥中依次采用铁氰化钾显色、愈创木酚显色、苯胺蓝(Azure-B)退色圈试验以及液体发酵验证试验测得漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(MnP)的活性分别高达9.53 U/m L、21.56 U/m L,木质素降解率达20.32%,从而筛选到一株高活性木质素降解菌株MZ-9。生理生化试验及16S rDNA序列分析表明,菌株MZ-9属于芽孢杆菌属(Bacillus),与地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)相似性为99.2%。产酶条件试验表明,当pH值8.0、培养温度37℃、接种量8%、培养时间6 d时,菌株MZ-9的Lac、MnP活性最高,此时木质素降解率为20.51%。因此,菌株MZ-9是一株优良的木质素降解菌株,在木质素降解方面具有很好的开发利用价值,可为后续的工业化生产提供可靠的菌种资源支撑。     

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.     

几种无机离子和有机小分子对黄孢原毛平革菌的酶活性影响分析

以黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)为代表的白腐真菌,其分泌的木质素过氧化物酶(Li P)和锰过氧化物酶(Mn P)等酶系能降解木质素以及前体类似物。对几种无机金属离子、无机阴离子、有机小分子对黄孢原毛平革菌所产酶系中的木质素过氧化物酶(Li P)和锰过氧化物酶(Mn P)的酶活性影响进行了分析。结果表明,Fe3+对木质素过氧化物酶(Li P)和锰过氧化物酶(Mn P)都有很强的抑制作用,Fe2+、Ca2+对木质素过氧化物酶(Li P)和锰过氧化物酶(Mn P)表现出不同的促进作用,Br-比Cl-的激活作用稍弱;在添加乙二胺四乙酸(EDTA)或抗坏血酸的条件下,限氮培养比富氮培养更能提高出发菌株和诱变菌株的酶活力。     

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。