中温木质纤维素降解复合菌系BYND-8的筛选及培养条件优化

利用限制性培养技术,从沼液中筛选出1组木质纤维素降解复合菌系。采用木质纤维素失重法,对复合菌系的培养条件进行研究。单因素试验结果表明,稻秆经碱液浸泡后降解率最高,最佳氮源为“蛋白胨＋酵母浸粉＋硝酸铵”的复合氮源。采用五因素二次通用旋转组合设计进行培养条件的优化组合试验及分析,建立了碳源添加量、氮源添加量、pH、温度、接种量与秸秆降解率间的数学模型,确定最佳的碳、氮源添加量和培养条件为：稻秆3.0g·L^-1、蛋白胨4.0g·L^-1、酵母浸粉0.8g·L^-1、硝酸铵1.2g·L^-1,初始pH7.5～8.0,接种量7%（体积比）,培养温度30℃,在此条件下,稻秆的降解率可达到64.98%。     

纤维素分解复合菌系St-13的筛选及产酶条件的研究

从腐烂的枯枝落叶中分离到一组分解能力较强的纤维素分解复合菌系Sc-13,该复合菌系由平板可分离的细菌和难培养细菌组成。5d内可使滤纸完全崩溃,液体培养到14d时能够分解玉米秸秆中85．27％的纤维素,总失重率为58．03％。通过正交优化试验,确定该复合菌系的产酶最佳条件为：2％微晶纤维素,1．5％NaNO3,初始pH7．0,温度32℃;摇床培养48h时其CMCase为0．455IU／ml。     

一组高效稳定纤维素分解菌复合系MC1的产酶条件

用CMC糖化力法和纤维素减重法探讨了对一组高效稳定的纤维素分解细菌复合系MC1的产酶条件。结果表明,在6种纤维素材料中,可直接利用的天然纤维素含量高的C源(如滤纸、棉花)存在下表现出高活性;利用蛋白胨和酵母粉作N源时的纤维素酶活性远高于硝酸铵、尿素等无机N源;以滤纸和酵母粉作为惟一C、N源时,最适发酵浓度分别为0.5%和0.125%,其产酶最高峰均出现在发酵第5d。MC1最适纤维素分解温度为55℃,但60℃以上的高温抑制MC1纤维素分解酶;MC1的最适氧气浓度为0.01～0.04mg·L-1,过高过低的氧气浓度均抑制纤维素分解。MC1的微好氧特点对堆肥工程降低生产成本具有重要意义。     

高效稳定纤维素分解菌复合系WSC-6的筛选及其功能

以麦秸垛下的土壤和麦秸为原料的堆肥为材料，利用限制性培养技术，经过多代淘汰及其不同系之间的组配，最终筛选构建了一组木质纤维素分解菌复合系WSC-6。复合系100mL培养液在50℃下静止培养72h，可以分解0．48g滤纸、0．38g棉花和0．14g稻秆。在发酵液初始pH5-9的范围内，可以高效分解滤纸，且复合系均可以把发酵液的pH调节到中性，并最终稳定在8．0～8．5之间。在连续添加滤纸的情况下复合系可以保持纤维素分解活性20d以上，在滤纸分解过程中发酵液的pH维持在6．5以下，当滤纸分解完毕后pH恢复到8．0～8．5之间。     

高效木质纤维素分解菌复合系的发酵特性

试验以稻草为唯一碳源,50℃静置培养,通过批次发酵和批次补料发酵的培养方式,对复合菌系的pH、溶解氧浓度(DO)、分解效率和发酵产物组成进行了研究。结果表明,批次发酵时,pH由初始值8.59降为6.03后回升,10d后稳定在8.0左右;培养1d的DO值由初始的4.34mg·L-1迅速下降到0.22mg·L-1,此后一直维持在0.07～0.10mg·L-1的范围内;发酵3d时稻草的分解率达到42.5%,随着发酵的进行,稻草分解速率显示逐渐降低的趋势;主要液相末端产物是挥发性脂肪酸(VFA),其中乙酸质量浓度占总VFA质量浓度的90%以上。连续补料发酵时,每次添加稻草24h后pH降到最低,乙酸的含量也达到最大值,随后逐渐升高直到下一次添加稻草;而发酵体系内的DO值的变化与批次加料发酵相似。     

高效纤维素分解菌复合系的筛选构建及其对秸秆的分解特性

选以高温期的堆肥样品为材料,经过多代淘汰及不同系之间的组配,最终筛选构建了一组木质纤维素分解菌复合系,在分别以滤纸、脱脂棉、稻秸和锯末为碳源时,该复合系对天然纤维素含量高的滤纸和脱脂棉分解活性强,对纤维素含量较低、木质素含量相对高的锯末分解率最低。对稻秸的分解试验结果表明,该复合菌系在发酵初期对可溶性糖和淀粉的分解利用率远远高于对纤维素和半纤维素的分解,在整个发酵过程中,稻秸重量的变化与发酵液的pH变化有很大的一致性,发酵前5d内复合系对纤维素的分解活性最高。到发酵结束时,纤维素和半纤维素含量分别降低了7．39％和43．76％,而木质素在整个发酵过程中几乎不分解。     

人工组合纤维素分解复合菌系的构建及各组分对纤维素分解的影响

为研究复合菌系高效协同分解纤维素的机制,从天然富集且高效稳定分解纤维素的复合菌系WSC-9中分离获得的8株细菌纯培养进行组合,构建由3株厌氧菌(W-A、W-B、W-C)和2株好氧菌(W-3、W-5)组成且具有较高纤维素分解能力的组合,PCS培养基中50℃静止培养10 d可分解97.6%的滤纸。组合减少试验显示,W-B为纤维素分解的关键菌株,减少组合中任一菌株均会降低滤纸分解率,培养基中代谢产物乙醇、乙酸、丙酸等含量也发生变化。W-3和W-5对厌氧菌分解滤纸具有辅助作用,W-B和W-C分别对滤纸分解初期的乙醇和后期的己酸含量有重要影响,厌氧菌对培养基p H均有调节作用。     

一组纤维素-林丹分解菌复合系的稳定性研究

本试验通过对一组高效降解纤维素林丹的复合微生物菌系的性质、功能和菌种组成进行研究,以确定该菌系的稳定性.结果表明,该复合系能在较大的pH范围内保持高的纤维素林丹分解活性,不同培养代在培养过程中的pH均呈现先降后升的趋势;不同代次的复合系在培养第3 d时对滤纸的分解率均达到了90%以上,在第7 d时对林丹的降解率均达到50%以上,且差异很小,说明该复合菌系产酶及分解纤维素和林丹的能力也已经非常稳定;平板培养基培养证明该复合菌系全部由细菌组成,用变性梯度凝胶电泳(DGGE)法比较来源于不同培养代的16S rDNA条带,分析菌种组成的变化,结果显示,不同培养代的菌种组成的主要条带没有变化,在DGGE图上出现的菌种能够稳定存在.     

人工组合复合菌系分解木质纤维素特征研究

为研究人工组合复合菌系降解木质纤维素的效果以及降解过程中微生物群落变化特征。首先对天然复合菌系PLC-8进行分离纯化,随后将筛选出的5株细菌和2株真菌进行组合,构建3种简化的复合菌系,分别为F1、F2和F3。随后,设计秸秆降解试验,利用DGGE方法测定3种复合菌在分解纤维素过程中微生物群落的变化特征,并进行相关的理化分析。结果表明：人工组合复合菌系F3分解木质纤维素的能力最强,在分解木质纤维素30d内秸秆平均减重率为39.80%,半纤维素下降52.64%,纤维素下降25.8%,木质素下降6.26%。在第15天时纤维素内切酶、纤维素外切酶、滤纸酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶的活性已经达到整个分解过程的最高值,分别为0.09、0.08、0.09、0.07和0.11U/mL。复合菌系F3能够自我调节pH,从而改变溶液的pH从微酸性至微碱性,F3的微生物群落呈现出真菌-细菌稳定共存的状态,并且能够长时间保持稳定。因此,人工组合复合菌系F3是稳定、高效的木质纤维素降解复合菌系。     

沼气发酵复合菌系的筛选及培养条件优化

利用限制性培养技术,构建了1组35℃下遗传稳定的、产甲烷量高的沼气发酵复合菌系。采用单因素及正交试验分析方法,研究了pH、接种量、底物浓度三个因素的培养条件对沼气复合菌系甲烷产率的影响。试验结果表明,在单一因素的影响下,发酵初始的pH值为7.0,接种量为10%,底物浓度为8%时产甲烷效果最好。采用正交试验进行培养条件的优化组合试验分析,确定最佳的沼气复合菌系发酵条件为:以牛粪为底物,复合菌系接种量5%,底物浓度为10%,pH自然,培养温度为35℃。     

高效纤维素降解菌群的构建及其生物多样性分析

以红树林植物根际富含生物质的土壤为材料,经过多代淘汰,筛选构建了1组纤维素降解复合菌群SYF。30℃静置培养10 d后,复合菌群对木榄、滤纸、红海榄的分解率分别为83.6%、71.5%和67.3%,纤维素酶活分别为102.2、126.3和110.7 U/mL。利用平板法分离得到了8个属的好氧性细菌和3个属的真菌,利用16S rDNA文库共检测到6个已知属和2个未知种类细菌,同时通过ITS文库共发现5个属真菌。仅有3个属的微生物可通过平板法和克隆文库构建法共同检测。     

高效稳定纤维素分解菌复合系MC1的酶活特性

用羧甲基纤维素钠 (CMC)糖化力法测定了一组高效稳定的纤维素分解菌复合系MC1纤维素酶活性表达特性。结果表明 ,显色反应产物的最大吸收波长在 4 90nm处 ,最适酶促反应温度为 6 0℃ ,最适反应pH 6 .0 ,较理想的酶促反应时间为 10min ;用不同温度和pH处理 ,MC1的纤维素酶在 6 5℃以下和pH 4 .5～ 10 .5之间表现出很高的稳定性 ,但超出此范围 ,酶活性急剧下降直至丧失。     

具有生防功效的玉米秸秆降解复合菌系的构建

【目的】构建具有生防功效的玉米秸秆降解复合菌系,以提高玉米秸秆的降解率,并有效防治植物病害。【方法】通过对可产芽孢的11株纤维素降解菌（X₁～X₁₁）、17株半纤维素降解菌（B₁～B₁₇）、19株木质素降解菌（M₁～M₁₉）及1株生防菌（L）间亲和性的测定,构建复合菌系。测定复合菌系对玉米秸秆的降解能力,筛选出最优的复合菌系;通过16S rDNA序列分析,对组成最优复合菌系的菌株进行鉴定。以小麦种子发芽指数（GI）为指标,利用模拟堆肥试验研究最优复合菌系对玉米秸秆腐熟进程的影响;通过田间试验,研究最优复合菌系对番茄生长、产量的影响,并探讨其对番茄灰霉病的防治效果。【结果】通过亲和性试验初步构建了Z1(LM₅X₄B₂)、Z2(LM₃X₇B₅)、Z3(LM₃X₁₀B₂)和Z4(LM₅X₁₀B₁₂)4个复合菌系,其中复合菌系Z1综合效果最好,其对玉米秸秆的降解率最高（45.9%）。喷施复合菌系Z1的发酵液可加快玉米秸秆腐熟进度,堆肥第25天时GI值超过85%,玉米秸秆完全腐熟,腐熟进程较喷施清水的对照提前了4 d。秸秆还田时喷施Z1发酵液,可促进番茄生长,提高番茄产量,并且对番茄灰霉病具有一定的防治效果（防治效果为27.92%）。经16S rDNA测序,鉴定组成复合菌系的L为类芽孢杆菌、X₄为枯草芽孢杆菌、M₅和B₂为解淀粉芽孢杆菌。【结论】构建的复合菌系Z1具有生防和降解秸秆的双重功效,且使用成本低、操作简单,具有潜在的应用价值。     

低温高效降解玉米秸秆复合菌系发酵条件优化及腐解菌剂的研究

为解决北方低温条件下玉米秸秆降解难的问题,利用筛选于锯末的一组玉米秸秆降解复合菌系GF-S72,通过单因素、正交试验及载体生物相容性试验,研究了复合菌系的发酵条件、菌剂载体类型、用量及保存条件。结果表明,复合菌系GF-S72最佳发酵条件为:尿素0.1%、碳氮比20∶1、培养温度10℃、初始p H为8.0、装液量18 m L/150 m L、培养时间6 d、接种量2%。基于试验选取硅藻作为最佳载体,在菌液∶载体=3∶1、菌剂与秸秆配比为0.05 g/2 g,制备低温高效降解玉米秸秆复合型菌剂。试验结果还表明,p H值为8.2、含水量为1.42%、保藏湿度为10%、保藏温度为15℃时,复合型菌剂降解玉米秸秆的效率最高。     

玉米秸秆分解复合系的构建

以菜园土和不同有机肥组合的土样为材料,通过天然纤维素分解菌群的分离、驯化以及复配具有纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶活性的单菌株来构建玉米秸秆分解复合系。结果表明,对筛选得到的6个分解菌群进行了驯化培养,10代后菌群的pH值和羧甲基纤维素酶(CMC)活性已基本稳定;经过与具有纤维素酶活性(M,H)、木质素酶活性(Y1,Y7)、半纤维素酶活性(Y6)的菌株复配后得到的复合系,真菌与细菌含量均有所提高,CMC活性达到了35.6 U/g。     

外源复合菌系对堆肥纤维素和金霉素降解效果的研究

采用野外堆肥装置,通过在以鸡粪和秸秆为原料的高温堆肥中加入经过驯化构建的具有降解纤维素和金霉素双重功能的复合菌系,研究了接菌处理对提高堆肥效率和降解抗生素类兽药污染物的效果.结果表明,该复合菌系对纤维素降解有明显的促进作用,接菌处理堆肥中的纤维素含量到堆肥结束时从开始的22.00%减少到8.25%,减少了62.5%,而CK和CK+金霉素两个未接菌处理分别减少了54.28%和53.78%.同时,高温堆肥过程本身对金霉素就具有一定的降解作用,CK和CK+金霉索两个未接菌处理对金霉素的降解效果差异不大,降解率在60%左右;接种复合菌系处理的金霉素降解率达82.23%,显著高于CK和CK+金霉素两个未接菌的对照处理.     

Screening of a Composite Microbial System and Its Characteristics of Wheal Straw Deqradation

To accelerate the decomposition of wheat straw directly returned to soil,we constructed a microbial system (ADS-3) from agricultural soil containing rotting straw residues using a 40-wk limited cultivation.To assess its potential use for accelerating straw decomposing,the decomposing characteristics and the microbial composition of ADS-3 were analyzed.The results indicated that it could degrade wheat straw and filter paper by 63.8 and 80％,respectively,during 15 d of incubation.Straw hemicellulose degraded dramatically 51.2％ during the first 3 d,decreasing up to 73.7％ by the end of incubation.Cellulose showed sustained degradation reaching 53.3％ in 15 d.Peak values of xylanase and cellulase activities appeared at 3 and 11 d,with 1.32 and 0.15 U mL-1,respectively.Estimated pH averaged 6.4-7.6 during the degradation process,which approximated acidity and alkalinity of normal soils.The microbial composition of ADS-3 was stable based on denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis.By using bacterial 16S rRNA and fungal 26S rRNA gene clone library analysis,20 bacterial clones and 7 fungal clones were detected.Closest identified relatives of bacteria represented by Bacillus fusiformis,Cytophaga sp.,uncultured Clostridiales bacterium,Ruminobacillus xylanolyticum,Clostridium hydroxybenzoicum,and uncultured proteobacterium and the fungi were mainly identified as related to Pichia sp.and uncultured fungus.