温度及碳源对纤维素分解菌群分解活性与稳定性的影响

为探索秸秆纤维素分解菌群筛选过程中,温度及碱处理小麦秸秆对菌群纤维素分解活性及菌群结构的影响,利用高温秸秆堆肥为筛选菌源,以碱处理小麦秸秆和未经碱处理小麦秸秆为碳源,分别在50和60℃条件下进行限制性筛选,最终获得18组具有纤维素分解活性的菌群。选择其中4组代表性菌群进行连续继代培养,监测相关性质,并利用PCR-DGGE技术结合主成分分析(PCA)方法对菌群结构进行分析。结果表明,从高温堆肥环境筛选秸秆纤维素分解菌群,培养温度及秸秆碳源均影响菌群的筛选效果。以碱处理小麦秸秆为碳源的菌群在分解秸秆过程中能够保持较好的菌群结构稳定性;60℃的温度条件和碱处理小麦秸秆的碳源条件更有利于获得高活性的纤维素分解菌群,并在此条件下成功筛选到菌群WDC2。该菌群分解碱处理小麦秸秆的纤维素内切酶活性(CMCase)达到1.01 U/mL,分解率最高为60.8%。     

4组常温分解小麦秸秆复合菌系的比较研究

为筛选常温高效产酶复合菌系,分别以枯叶土壤、牛粪、堆肥和自然腐烂的小麦秸秆为微生物源,通过外淘汰法筛选了4组常温分解小麦秸秆并产胞外酶的复合菌系WSD-5、N、M和D。培养15d后,WSD-5分解小麦秸秆75.6%,而N、M和D的分解率分别为65.0%、69.4%和67.5%。通过各复合菌系对小麦秸秆纤维素、半纤维素和木质素成分的分解比较,可知WSD-5复合菌系具有明显的分解优势:相对于初始秸秆,WSD-5复合菌系使麦秆中的纤维素、半纤维素和木质素分别减少了94.2%、81.9%和21.3%。4组复合菌系虽然均检测到纤维素酶、木聚糖酶及滤纸酶的酶活性,但以WSD-5复合菌系的酶活性为最高。其中滤纸酶活性最高为1.30U/mL,纤维素内切酶活性达4.35U/mL,外切酶活性达到0.60U/mL,β葡萄糖甘酶活性达到0.43U/mL,木聚糖酶活性达到15.16U/mL。特异引物PCR结果显示,WSD-5复合菌系由真菌和细菌共同组成。     

油菜秸秆降解菌群的筛选及降解特性研究

[目的]筛选降解油菜秸秆的最优菌群,并研究其降解特性。[方法]通过刚果红平板法、苯胺兰平板法及纤维素酶、木质素酶产酶试验考察了6个菌群的油菜秸秆降解能力。[结果]腐烂秸秆土菌群生长最快,具有最大的生长量,木质素酶活性最高,纤维素酶活性达到了924 U/ml。腐烂秸秆土菌群固态发酵降解油菜秸秆14 d,对油菜秸秆、纤维素、木质素降解率为71%、82%、53%。前12 d对油菜秸秆、纤维素、木质素的降解量分别占各自总降解量的86.05%、93.35%、93.15%。[结论]腐烂秸秆土菌群为降解油菜秸秆最优菌群,并且在降解的前12 d为高效降解阶段。     

一株假单胞菌的分离鉴定及其在青海地区堆肥中的应用潜力

为了筛选出适用于青海地区油菜秸秆纤维素降解的菌株,提高当地油菜秸秆堆肥的效果,从青海省西宁市北山土壤中分离得到1株纤维素降解菌,经鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.),其羧甲基纤维素(CMC)酶活为25.35 U·mL-1,外切-β-葡聚糖酶活为22.33 U·mL-1,滤纸酶活为20.58 U·mL-1...     

降解玉米秸秆纤维素复合菌的选育及其酶活研究

[目的]提高玉米秸秆纤维素的降解率.[方法]从腐烂的秸秆、森林土及羊瘤胃液等富含纤维素分解菌的样品中筛选出降解纤维素的菌株.样品以玉米秸秆为碳源富集培养后,采用刚果红纤维素琼脂平板法初步筛选纤维素降解菌,再以CMCase(羧甲基纤维素酶)酶活性为指标进行复筛,对复筛获得的高效菌株进行组合培养,筛选出高效组合菌群,进行菌株鉴定.[结果]筛选获得了3株活性较高的纤维素分解菌,通过形态及16S rDNA序列分析对其进行种属鉴定N05、N13为枯草芽孢杆菌,N21为黑曲霉;并对其进行组合培养,得到1个较好组合NSS,其CMC酶活性为6.07 U/mL,比单菌株有一定程度提高.[结论]混合菌群的酶活优于单一菌株.     

复合纤维素酶菌剂降解禽畜粪便动力学过程研究

在自然堆肥过程中,禽畜粪便熟化是一个温度不断变化的过程,当堆肥温度低于或高于微生物菌群的最适温度时,微生物产酶效率低下甚至不产酶,导致禽畜粪便堆肥过程中纤维素的降解效率较低,费时较长。研究开发了一种复合菌剂,发酵菌剂按体积比1.5∶1.5∶1∶1∶1∶1取里氏木霉、假单孢菌、近平滑假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌枯草亚种、烟曲霉、嗜热液化芽孢杆菌的培养液共30L,混合成复合菌剂,并将其应用于堆肥降解禽畜粪便纤维素。复合菌剂中各菌种的最适产酶温度与堆肥发酵不同阶段温度相对应,可以在堆肥过程中不同发酵温度阶段都能持续产酶,促进禽畜粪便中纤维素的分解。添加菌剂后可提前提高禽畜粪便发酵堆肥纤维素酶活性的水平及其峰值,缩短堆肥发酵时间,对堆肥的适应性及腐熟效果好。     

耐低温玉米秸秆降解菌群的优化及其效果

为适应中国东北地区年平均气温低、冻融频繁的气候特点,优化构建能在低温环境下高效降解秸秆的菌群,通过宏基因组测序分析原始耐低温秸秆降解菌群JZ5中鞘氨醇杆菌(Sphingobacter)、节杆菌(Arthrobacter)、黄杆菌(Flavobacterium)、地杆菌(Geobacter)、代尔夫特菌(Delfteia)和鞘氨醇单胞菌(Sphingosphinomonas)共6个菌属间的相关性,简化原始菌群JZ5组成。结果表明,优化后的菌群CJZ1、CJZ2在15 ℃培养12 d后,pH值相较初始值分别提高0.76和0.66,秸秆降解率较原始菌群分别提高0.47和0.25百分点,差异不显著;同时,CJZ1、CJZ2的漆酶、木质素过氧化物酶活性峰值显著下降,但纤维素酶活性峰值分别提高43.66%、37.99%,半纤维素酶活性峰值分别提高21.40%、12.91%,说明优化后的菌群玉米秸秆降解潜力显著升高。试验结果可为菌群的优化构建提供新的思路,并为低温环境下秸秆的高效降解提供优质菌群。     

纤维素降解菌的筛选与高效混合菌群的构建

【目的】从土壤中筛选纤维素降解菌,对其进行组合培养获得可高效降解纤维素的混合菌群,为微生物混合培养降解纤维素提供理论基础。【方法】采用刚果红纤维素琼脂平板培养基从土样中初步筛选纤维素降解菌,再以内切酶（CMC）、纤维素全酶（FPA）、外切酶（C₁）和β-葡萄糖苷酶（β-Gase）4种酶活性为指标进行复筛,对复筛获得的高效菌株进行组合培养,筛选高效组合菌群。对复筛后的菌株通过菌落和菌体形态进行初步鉴定。【结果】筛选获得了y3、yi-71、ye-9、er-72和se-93等5株活性较高的纤维素降解菌,对其进行组合培养,得到1个较好组合ye-9/er-72/se-93,其CMC、FPA、C-1和β-Gase 4种酶活性分别为3.18,1.67,1.08和1.12 U/mL,均比单菌株有一定程度提高。初步鉴定ye-9、er-72、se-93均为放线菌。【结论】组合菌群对纤维素的降解效果优于单一菌株。     

不同调理剂对秸秆沼渣堆肥的影响

为了解不同调理剂对秸秆沼渣堆肥的影响,分别选择木屑、花生秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、芦苇秸秆和水稻秸秆作为调理剂,与秸秆沼渣以1∶5(以鲜质量计)的比例均匀混合,进行30 d的好氧堆肥,研究加入不同调理剂后,沼渣堆肥过程中物理、化学、生物学性质的变化。结果表明,木屑、花生秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、芦苇秸秆和水稻秸秆均可作为秸秆沼渣堆肥的调理剂促进堆体快速升温,且可达到无害化要求。秸秆处理可延长高温(≥55℃)持续时间,好于木屑处理,但木屑处理可降低堆肥体系中可溶性盐的含量。以大豆秸秆为调理剂,可提高堆体温度,最高可达到68℃,可提高多酚氧化酶活性,促进腐殖质的形成。以水稻秸秆作为调理剂时,可降低堆肥体系的pH值,提高NO^-₃-N含量和纤维素酶活性,利于纤维素的降解。以大豆秸秆和水稻秸秆作为调理剂时,两者的堆肥产品可促进种子根的生长,种子发芽指数分别达到137.06%和138.26%,提高了堆肥的品质。     

腐熟堆肥中维素降解菌筛选鉴定及酶学特性研究

为筛选高效纤维素降解菌,促进堆肥过程中秸秆等纤维素物质快速腐解,在以牛粪和秸秆为材料的腐熟堆肥中分离菌株,以刚果红培养基和滤纸条降解试验初筛菌株,筛选出透明圈与菌落直径比值较大、滤纸条分解能力较强的菌株,作液体发酵培养,测定其酶活力,得到羧甲基纤维素(CMC)酶活和滤纸(FPA)酶活均较高2株菌(1号和7号),并将其在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源产酶培养基中作产酶特性研究。结果表明,pH 6.5,培养时间48 h条件下,1号和7号菌株CMC酶活分别为26.82和31.28 U·m L-1,FPA酶活分别为20.32和20.82 U·m L-1。通过形态学、生理生化特征、16S rDNA核酸序列分析及26S rDNA的D1/D2区域测序鉴定,确定1号菌属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),7号菌属于隐球酵母菌(Cryptococcus flavescens)。     

接种菌剂对稻秸好氧厌氧两相发酵产气影响

为提高水稻秸秆在好氧厌氧两相发酵工艺中降解率,采用好氧水解阶段添加不同菌剂方法提高好氧产酸相纤维素降解率。结果表明,各处理组中木霉和黑曲霉混菌组较单一菌种组纤维素和半纤维素降解率更高,水解效果更好。其中木霉黑曲霉混菌曝气组,总酶活最高,纤维素和半纤维素降解效果最好,累积产甲烷量最高,TS产气量最高达到438.57 m L·g-1。由此可见,木霉、黑曲霉混菌并同时曝气供气方式能显著提高水稻秸秆固体有机物降解利用率,促进秸秆生物质转化为沼气。     

棉秸秆纤维素降解菌系构建及固体发酵条件优化

【目的】构建棉秸秆降解菌系及其固体发酵条件优化。【方法】根据羧甲基纤维素酶活(CMC)和滤纸酶活(FPA)筛选纤维素降解能力强的菌株,与调节发酵品质的菌株配比,采用响应面法评价初始含水量、接种量、发酵天数及其交互作用对棉秸秆纤维素降解率的影响。【结果】得到24株纤维素降解菌,其中一株透明圈直径与菌落直径的比例最大值 6.20,FPA酶活力9.699 U/h,CMC酶活力10.435 U/h,通过鉴定为枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis),与产朊假丝酵母(Candida utilis)、植物乳杆菌(lactobacillus plantarum)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)构建复合菌系按1∶1∶2∶1进行发酵,对模型进行方差分析,方程回归显著(P<0.000 1),接种量15.0%,发酵时间35.0 d,水分80.0%时,纤维素降解率达35.91%,接种量对纤维素降解率影响最大。【结论】构建了棉秸秆纤维素降解菌系,确定了固体发酵最佳条件,为棉秸秆饲料化提供了实验及理论依据。     

高效纤维素分解菌的分离及秸秆降解生物效应

秸秆还田可以改善土壤肥力、保护生态环境、促进农业可持续发展,土壤微生物特别是与纤维素降解有关的微生物在秸秆还田过程中起关键性作用。从长期堆放农业秸秆的土壤中采用羧甲基纤维素固体培养基平板稀释法和赫奇逊滤纸条液体培养基富集法分离纤维素分解菌;刚果红染色法和CMC酶活力测定法筛选高效纤维素分解菌;采用培养特性、形态特征和分子生物学方法对菌种进行鉴定;通过测定秸秆失重率和纤维素、半纤维素和木质素的含量及降解率研究其降解玉米秸秆的效果;并测定其处理的玉米秸秆粉末对紫苏和油菜生长的影响。结果在分离到的16种纤维素分解菌中筛选出高效纤维素分解菌菌株HLF4和YDL3。HLF4和YDL3菌株分别鉴定为栗褐链霉菌(Streptomyces badius)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。HLF4和YDL3及混合菌株处理的玉米秸秆分解能力与对照相比均显著提高;其中HLF4+YDL3混合菌株处理效果优于单菌株,其玉米秸秆失重率、半纤维素降解率、纤维素降解率以及木质素降解率分别比对照高52.00%、46.65%、42.11%和31.19%。用纤维素分解菌酵解的秸秆还田处理的紫苏和油菜叶片的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(hydrogen peroxidase,CAT)活性和叶绿素含量以及生长指标均显著高于对照;特别是用HLF4+YDL3混合菌株处理的各项指标显著高于单菌株处理。筛选的HLF4和YDL3菌株分解纤维素能力较强,且其混合菌株的分解纤维素能力更强,可作为高效纤维素分解菌用于田间种植。     

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。     

纤维素分解菌对堆肥有机质、全碳及纤维素降解率的影响

从堆肥、牛粪、秸秆堆腐物中分离4株纤维素分解菌。在纤维素粉及刚果红培养基中筛选出3株生长速度快、透明圈出现早且透明圈直径与菌落直径比值大的菌株,分别为FDQ1、FDQ2、FDQ3。不同菌株混合培养较单独培养酶活力提高,表明菌株间有协同作用。FDQ1＋FDQ2和FDQ1＋FDQ3菌株等比例混合进行牛粪与鸡粪混合堆肥,结束时有机质分别下降19.57%和18.40%,对照下降6.58%;全碳量分别为31.33%、32.42%,对照为41.20%,较发酵初期降低13.80%、12.71%和3.93%;纤维素分解率较对照提高95.12%和78.61%,表明纤维素分解菌在加快纤维素降解的同时还促进了碳素矿化。     

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(Penicilli-um chrysogenum)、...     

The Character of Normal Temperature Straw-Rotting Microbial Community

In order to study degradation capability and optimal condition of produced endoglucanase （CMCcase）, the microbial community with efficient cellulose degrading ability in 28℃ was studied. Microbial community came from rotted rice straw which was enriched and domesticated by improved Mandels medium. The standard cellulase activity assays were used to determine cellulase activity, degradation products were analyzed by gas chromatography mass spectrometry （GC/MS）, and denaturing gradient gel electrophoresis （DGGE） was used to identify the composition dynamic of the community. The results showed that the microbial community could degrade 39.6% of rice straw gross weight within 6 d. When culture medium volume was 1/5 and pH = 6 on day 5, the CMCcase activity reached the highest of 14 IU mL-L During the fermentation, more than ten products were detected using GCMS. The microbial changed lots in different fermentation periods which detected by DGGE. Phylogenetic tree derived from 16S rDNA sequence found that the community composed of bacteria, and the closest relative were belong to Clostridium sp., Brevibacillus sp. and Bacterium sp. This microbial community could accelerate rice straw rotting and decomposed products could promote organic matter increase of soil     

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。