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。     

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。     

低温沼气功能菌群的选育与试验

通过低温定向培养,从高纬、高寒野外厌氧环境样品和冬季沼气池底泥样品中分别选育出野生低温功能菌群和沼气池低温菌群。在13℃和10℃低温条件下,野生低温菌群产气率达到0.14 m3/d.m3和0.10 m3/d.m3,但所产沼气的甲烷含量较低,只有51.0%和48.0%。同样温度下,沼气池低温菌群的产气率只有0.06 m3/d.m3和0.04 m3/d.m3,但所产沼气的甲烷含量较高,达到62%和56%。两类菌群混合发酵可显著改善产气性能,相同温度下,产气率可达到0.15 m3/d.m3和0.11 m3/d.m3,高于两类菌群单独发酵,是常温菌群的3倍以上;混合低温菌群所产沼气的甲烷含量为57.0%和52.0%,介于野生低温菌群和沼气池低温菌群之间,比常温菌群提高19.0%和16.0%。研究结果表明,混合低温菌群具有较好的低温产气性能和广阔的应用前景。     

不同发酵原料对户用沼气产气量的影响

为提高农村户用沼气池不同发酵原料产气量,促进农村户用沼气的发展,分别采用富氮原料、富碳原料和常规对照三种发酵原料,分析不同类型原料沼气池的产气量、部分理化特性及影响因素。结果表明：富碳原料和富氮原料均可生产沼气且基本满足用户的正常使用;但富氮原料发酵产气速度快,持续时间短;而富碳原料发酵产气速度慢,持续时间长。富碳原料产气量极显著低于对照和富氮原料,且更易受低温影响。气温变化是影响当前农村户用沼气产气量的第一因素。     

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。     

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。     

户用沼气池扩大原料来源的方法及技术要点

在介绍户用沼气池原理的基础上,提出扩大户用沼气池原料来源的方法以及户用沼气池使用技术要点,以期为沼气的开发利用提供参考。     

不同环境中纤维素降解菌群多样性差异分析

【目的】纤维素是地球上最丰富的有机聚合物,被视为有潜质的能源生物质。迄今为止,纤维素降解机制依然未被完全解析。通过对不同环境来源的纤维素降解菌群16S rDNA序列数据进行了生物信息学分析,以揭示纤维素降解菌群之间的共性和差异,鉴定核心功能菌,为开发有利用价值的纤维素降解菌和探索纤维素降解机制提供理论依据。【方法】应用SRA Toolkit软件下载NCBI SRA数据库中的16S rDNA基因扩增子测序数据,包括牛瘤胃、牛粪堆肥、森林土壤3个来自于不同纤维素降解环境样本组以及以家犬粪便为对照组的共102个样本的数据。应用FLASH、UCHIME、USEARCH、RDP classifier、mothur、QIIME、Metastats和LEfSe等软件对这些数据进行生物多样性差异比较分析。【结果】Alpha多样性分析显示牛粪堆肥的菌群多样性显著高于其他环境,Beta多样性分析显示不同环境中纤维素降解菌群结构存在很大的差异。所有菌群中共检测到55个门和1 936个属。森林土壤中的变形菌门(Proteobacteria)、牛瘤胃和牛粪堆肥环境中的厚壁菌门(Firmicutes)以及牛粪堆肥中的放线菌门(Actinobacteria)均分别显著高于其他环境,而牛粪堆肥中的拟杆菌门(Bacteroidetes)和森林土壤中的Firmicutes均分别显著低于其他环境,表明不同环境下执行纤维素降解功能的菌群存在着显著差异。相对丰度、LEfSe分析以及之前报道的文献等证据表明,牛瘤胃环境中可作为生物标志物的纤维素降解菌包括毛螺菌科(Lachnospiraceae)、普雷沃氏菌属(Prevotella)、月形单胞菌目(Selenomonadales)和解琥珀酸菌属(Succiniclasticum);牛粪堆肥中包括放线菌纲(Actinobacteria)、芽孢杆菌目(Bacillales)和嗜盐菌属(Halocella);森林土壤中则包括甲型变形菌纲(Alphaproteobacteria)、假单胞菌属(Pseudomonas)、黄杆菌科(Flavobacteriaceae)、伯克氏菌科(Burkholderiaceae)和假噬纤维菌属(Pseudarcicella)。这进一步揭示了不同环境中纤维素降解细菌群落的特异性,同时意味着不同环境间纤维素降解机制也可能不同。【结论】不同环境来源的纤维素降解菌群多样性和结构存在极大的差异;牛瘤胃、牛粪堆肥、森林土壤中具有环境特异性的纤维素降解菌分类单元分别有4,3和5个。     

农村沼气池接种低温驯化沼气发酵微生物试验

利用生化培养箱,人工驯化繁殖可用于冬季低温条件的沼气发酵微生物菌群（种子）,接种于农村沼气池,研究了不同处理对厌氧发酵产气量的影响。结果表明：接种人工培养的低温菌群对提高产气量有明显作用。     

沼气池冬季管理的办法

怎样加强农村户用沼气池的冬季管理,对最大限度发挥沼气池带来的综合效益非常重要。在长春地区由于冬季寒冷,沼气池内部温度难以达到正常发酵温度,如果冬季管理和维护不到位,沼气池就会停止产气。我们分析了长春地区户用沼气池冬季产气少甚至不产气的情况,对沼气池的防寒、增温、保温措施进行了总结,以期提高沼气池的使用率,使我市户用沼气池最大限度的发挥综合效益。