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。     

裂褐菌对刚果红染料的脱色效果研究

[目的]研究裂褐菌对刚果红染料脱色的影响。[方法]通过控制培养基中Mn2＋的浓度,获得只有木质素过氧化物酶（LiP）或锰过氧化物酶（MnP）的单一酶和两者的混合物,探讨裂褐菌对刚果红染料的脱色效果。[结果]LiP、MnP及LiP和MnP的粗酶液在1 h内对4种浓度的刚果红染料进行降解过程中,35 mg/L的刚果红的降解效果较佳,最高可分别达24.77%、20.31%、23.47%。3种培养物对刚果红都有明显的脱色效果,5 mg/L的脱色效率均在95%左右,20 mg/L的脱色效率超过80%,35 mg/L的脱色效率在80%左右,50 mg/L的脱色效率在70%左右。[结论]该研究为染料废水处理提供参考依据。     

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。     

菌株Bacillus sp.CLb芽孢漆酶对染料、模拟染料废水脱色的研究

[目的]研究芽孢杆菌菌株CLb的芽孢漆酶在介体的互作下对不同类型的染料及模拟染料废水的脱色效果。[方法]制备芽孢粗酶液,在介体的互作下,测定具有漆酶活性的粗酶液对活性亮蓝、活性黑、靛红和结晶紫的脱色效果,筛选出对染料脱色有促进作用的漆酶介体,并且研究芽孢漆酶在不同pH条件下对染料和模拟染料废水脱色的影响。[结果]菌株CLb的芽孢漆酶在无介体参与下只能使活性亮蓝和结晶紫脱色。在介体乙酰丁香酮（ACE）的作用下,芽孢漆酶对4种染料的脱色率均超过70%。在pH 7.0条件下,芽孢漆酶浓度为44.74 U/L和介体ACE浓度为1 mmol/L时对模拟染料废水的脱色效果最好,6 h脱色率超过80%。在介体乙酰丁香酮存在,pH 7.0的条件下,菌株CLb的芽孢漆酶对合成染料脱色效率高于pH 9.0时的脱色率。[结论]在介体乙酰丁香酮的存在下,芽孢漆酶对染料和模拟染料废水均具有较好的脱色效果。     

耐高温耐碱菌株的筛选及其芽孢漆酶对染料脱色的效果

为筛选具有漆酶活性及对常用染料高效降解的菌株,对土壤样品进行富集培养筛选具有漆酶活性的菌株,利用形态学、生理生化特性和分子生物学方法确定菌株的分类地位,并研究菌株的生长特性及菌株芽孢漆酶对染料的脱色效果。结果表明:菌株HL2为芽孢杆菌属(Bacillus)细菌,其在25~55℃条件下能正常生长,在pH 5~10条件下生长旺盛;以干重计算,菌株HL2芽孢漆酶的酶活力为37.58U/g;在pH为7.0的体系中,菌株HL2的芽孢漆酶对结晶紫和茜素红在6h内的脱色率分别为83.9%和81.60%;加入乙酰丁香酮(Ace)作介体时,对活性黑5的脱色率由48.95%提高至86.95%。     

木质素降解菌BP01的筛选、鉴定及其产酶特性

以长有子实体的腐木和长期堆积的竹枝为材料,从中分离并筛选出1株能有效降解木质素的菌株,命名为BP01。通过形态观察、生理生化及16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定,结果显示,菌株BP01在系统发育树上与类芽孢杆菌B538(Paenibacillus xinjiangensis)聚集在同一个分支中,属于类芽孢杆菌属。产酶特性结果表明,菌株BP01在碳源(葡萄糖)15 g/L、氮源(酵母粉)6 g/L、温度为37℃、pH值7.0、装液量100 mL/250 mL条件下培养72 h,其产过氧化物酶(Lip)活性达到最高,为6.47 U/mL。本结果将为深入研究木质素的生物降解及其开发利用提供参考依据。     

高产漆酶菌株Bacillus sp.CLb的筛选及其对染料脱色效果的研究

[目的]为了筛选出一株高产漆酶的菌株。[方法]利用含铜的富集培养基从土壤中筛选出漆酶活性较高的菌株,结合形态学、生理生化特性及16S rDNA序列分析对菌株的分类地位进行鉴定,研究菌株的生长特性及菌株的芽孢漆酶对常用染料的脱色效果。[结果]该菌株属于芽孢杆菌属,命名为Bacillus sp.CLb。菌株CLb最适生长温度为37℃,最适生长pH为7.0,菌株能在含1 mmol/L Cu2+的培养基中生长,具有很强的耐铜性。以丁香醛连氮为底物,测定其芽孢漆酶活性,漆酶活性高达46.1 U/g干重。菌株CLb芽孢漆酶的最适pH为7.0。在介体乙酰丁香酮存在的脱色体系中,菌株CLb芽孢漆酶在4 h内对活性黑以及在2 h内对靛红的脱色率均达到93.0%,在6 h内对活性亮蓝和结晶紫脱色率分别为79.0%和92.5%。[结论]菌株CLb芽孢漆酶在介体乙酰丁香酮存在的体系中对常用染料具有很高的脱色率。     

木质素快速降解细菌的初筛及相关酶活力变化规律研究

为建立木质素降解细菌的鉴定方法和初筛快速降解木质素的细菌,明确其相关酶活力的变化规律,本研究以营养琼脂(NA)为基本培养基,比较确定了每100 mL木质素降解细菌鉴定培养基中愈创木酚和苯胺蓝(1%母液)添加量分别为0.4 mL和20.0 mL。对本实验室菌种库保藏的18株细菌进行了定性鉴定,初筛获得了酶活力较强且可快速降解木质素的细菌4株,开展液态产酶活力测试。结果表明:除了菌株M1的Lac和LiP活力高峰期分别出现在第4天和第2天外,其余菌株的Lac、MnP、LiP活力高峰期均在第5天。菌株M7的Lac活力值、M1的MnP活力值和M7的LiP活力值最高分别可达189.5 U·mL~(-1)、247.8 U·mL~(-1)和75.9 U·mL~(-1),综合不同酶活力试验结果,初步判断菌株M1和M7在短时间内具有较高的木质素降解能力。研究结果可为进一步开展木质素快速降解细菌的应用研究提供参考依据。     

苎麻脱胶共生菌群RAMCD407中两株优势菌的分离、鉴定和脱胶能力分析

为了从苎麻脱胶共生菌群RAMCD407中分离高效脱胶菌种,利用苎麻发酵物培养基分离筛选高效脱胶菌株;形态、生化结合16S rDNA分子方法鉴定菌株;水解圈法结合酶活力测定验证入选菌株产酶能力;苎麻脱胶试验核实入选菌株脱胶能力;分离出K30和L11两个菌株。K30和L11都能在果胶和木聚糖平板上形成水解圈,K30的果胶酶和木聚糖酶活力分别为238.47 U/mL和 98.36 U/mL,L11的果胶酶和木聚糖酶活力分别为 170.79 U/mL和 64.11 U/mL;K30和L11进行苎麻生物脱胶时,能使纤维残胶率由32.3％下降为1243％和15.70％, 纤维强力均超过5.5 cN/dtex。VITEK系统生化鉴定和16S rDNA序列分析都一致表明,K30与枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis相似性高达99％,L11与蜡样芽胞杆菌Bacillus cereus相似性达到99%。     

具有漆酶活性细菌的鉴定及芽孢漆酶对染料脱色的研究

[目的]为了研究具有漆酶活性的新菌株的生长特性及其芽孢漆酶对各种染料的脱色效果。[方法]利用经典的形态学、生理生化反应特性和现代分子生物学的方法,对具有漆酶活性的菌株进行鉴定,研究温度、p H、Na Cl和Cu2+对菌株生长的影响,并且研究菌株的芽孢漆酶对常用染料的脱色效果。[结果]该菌株为芽孢杆菌属的细菌,被命名为Bacillus sp.10`ZS。菌株10`ZS的最适生长p H为6.0,最适生长温度为35℃,能耐受浓度6%Na Cl和0.6 mmol/L Cu2+。菌株10`ZS的芽孢漆酶对结晶紫和活性亮蓝的脱色率分别为87.9%和78.5%。[结论]菌株10`ZS具有耐盐和耐铜的特性,能在碱性条件下生长,其芽孢漆酶对三苯甲烷类和蒽醌类染料的脱色率较高。     

高活性木质素降解菌株T-8的分离、筛选与鉴定

为了筛选对木质素有降解能力的菌株,本试验从菜地土壤、动物粪便、青贮饲料中分离筛选出79株产芽孢细菌,初筛获得具有木质素降解能力的菌株20株,经过复筛,筛选出一株具有较高木质素降解能力的菌株T-8,其木质素过氧化物酶酶活为626.67 U/L。对T-8进行形态鉴定、生理生化特征鉴定和16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),其与B. amyloliquefaciens的相似性高达99.91%。     

降解棉秆纤维素分解菌的筛选及其降解特性研究

从土壤中筛选到两株能降解棉秆的纤维素分解菌M59、F115,通过构建酶活曲线确定了发酵周期,并进一步检测了不同氮源、不同浓度对菌株降解棉秆酶活的影响。结果表明,M59和F115均能有效降解纤维素,在刚果红纤维素平板上形成的水解圈直径〉0.5cm,降解滤纸的CMC酶活〉7.8 U.ml-1,FPA酶活〉3.9 U.ml-1;两菌株均能降解棉秆且维持较高的酶活（CMC酶活〉7.0 U.ml-1,FPA酶活〉2.5 U.ml-1）,发酵周期均确定为10d;氮源及其浓度对两菌株降解棉秆的CMC酶活和FPA酶活影响显著,以0.5%的酵母粉、蛋白胨作氮源,菌株M59的CMC酶活和FPA酶活、F115的CMC酶活均最高,可确定0.5%酵母粉、蛋白胨为两株纤维素分解菌较适宜的氮源。     

1株木质素降解菌的筛选、鉴定及液态发酵条件优化

  目的  制作应用于园林绿化废弃物的以木质素降解菌为原材料的高效液体菌剂。  方法  通过苯胺蓝平板褪色圈法和愈创木酚平板变色圈法从分离纯化得到的22株菌中筛选目标菌株,并用内转录间隔区(ITS)测序法对目标菌株进行鉴定,然后通过单因素试验对目标菌株的培养时间、接种量和培养基配方(碳源和氮源)进行优化,最后根据单因素试验结果,采用均匀实验结合人工神经网络算法寻找目标菌株的最佳发酵条件。  结果  根据平板褪色和显色结果,选定菌株Q01为目标菌株。经鉴定,菌株Q01为栓菌属Trametes真菌。根据单因素试验和均匀试验结果,确定菌株Q01的最优发酵条件为培养时间5 d,接种菌液体积分数为12.5%;培养基配方为木质素磺酸钠14.00 g·L?1、蛋白胨12.30 g·L?1、酵母粉5.00 g·L?1、豆饼粉3.00 g·L?1、五水合硫酸铜0.12 g·L?1、氯化钠0.53 g·L?1、pH自然。优化条件后菌株Q01的生物量提高1.27倍,锰过氧化物酶活性提高31.71倍,木质素过氧化物酶活性提高19.12倍,漆酶活性略有降低,但3种木质素酶的总酶活性提高了4.38倍。  结论  菌株Q01在优化后的发酵条件下制得的液体菌剂具有高酶活性和高生物量的特点,在降解园林绿化废弃物木质素方面具有一定应用潜力。图6表3参29     

常温高效纤维素分解菌的筛选

从长期堆放稻草的土壤中分离出12株常温纤维素分解菌。采用Hutchison液体培养基,对12株纤维素分解菌进行发酵产酶试验。结果表明,通过纤维素酶活力测定,最终筛选出对纤维素分解能力较强的霉菌菌株NM5,其C1酶活力、羧甲基纤维素酶活力、滤纸酶活力分别为0.0170、0.7174、1.3435IU·mL-1。根据菌落特征和形态特征,将NM5鉴定为木霉菌属(Trichoderma)。     

解磷细菌的筛选及对植物病原真菌的拮抗作用

从菜地耕层土壤中分离筛选出9株对卵磷脂有不同降解能力的解磷细菌(PSB),测定其在有机磷同体培养基上的溶磷圈直径(D)和菌落直径(d),以D/d>4.5为标准对初筛获得的PSB进一步复筛,获得一株高效有机解磷细菌PY3,在有机磷液体培养基中对卵磷脂的降解率为28%.对PY3进行了生理生化特性的分析,综合菌体形态、菌落特征和生理生化特性,初步鉴定PY3为类芽孢杆菌属(Paenibacillus).对PY3与供试的8株植物病原真菌进行平板对峙试验,结果显示,PY3对串珠镰孢菌(Fusarium moniliforme)等3株病原真菌有不同程度的拮抗作用.     

白腐真菌的辐射诱导及酶学性质的研究

选用菌株为白腐真菌5.132 Fomes Lignosus(Berk)Coke,为进一步提高白腐真菌漆酶活性和对木质纤维素的降解能力,采用60Co-γ射线对白腐真菌孢子悬浮液辐射处理,分析原菌株和辐射菌株,以及不同碳源和氮源浓度对漆酶和菌丝生长的影响.结果表明,在不同碳源条件下,糊精产酶量最高,漆酶活力达到6.28 U·mL-1,诱变株比对照株漆酶活力提高5.44%.不同氮源条件下,牛肉蛋白胨产酶量最高,漆酶活力达到4.65 U·mL-1,诱变株比对照株漆酶活力提高7.02%;在不同碳源条件下,可溶性淀粉菌丝干重最高,达到0.68 g· L-1,诱变株比对照株提高了21.86%.不同氮源条件下,牛肉蛋白胨菌丝干重最高,达到2.98 g·L-1,诱变株菌丝干重比对照组提高21.06%;同一碳源不同浓度的比较试验中,低浓度碳源提高酶产量,高浓度碳源提高菌丝生长量,同一氮源不同浓度的比较试验中.其结果与碳源试验结果一致;在不同碳源和不同氮源条件下,60Co-γ射线辐射白腐真菌后,漆酶活力极显著提高(P<0.01),而菌丝干重差异不显著(P>0.05).     

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。     

高产淀粉酶酵母菌的筛选和鉴定

为了开发杂粮酵素发酵剂菌种,以淀粉酶活力为评价指标,从杂粮发酵酸面团中分离、筛选具有高产淀粉酶活力的酵母菌,并且利用分子生物学方法鉴定其菌种分类。研究结果显示,从杂粮酸面团中共分离出36株酵母菌,其中NCCC7和NCCC31菌株淀粉酶活力最高,分别为453.13U/m L和463.79U/m L,经26S r DNA鉴定,NCCC7和NCCC31均为酿酒酵母菌种。     

盐穗木根际土壤产ACC脱氨酶细菌的筛选与鉴定

【目的】研究从新疆盐碱地的盐穗木根际土壤中筛选到产ACC脱氨酶活性较高的植物根际促生菌。为ACC脱氨酶活性菌株的植物促生作用的研究奠定基础。【方法】以新疆盐碱地的盐穗木根际土壤为样品源,ACC为唯一氮源,利用筛选培养基定向富集的方法,筛选产ACC脱氨酶活性菌株。通过扫描电镜进行形态学的观察;革兰氏染色、硝酸盐还原试验和柠檬酸盐利用等生理生化试验,用Biolog Gen III板微孔鉴定及16S rDNA序列同源性分析对分离的菌株鉴定。【结果】筛选了三株具有ACC脱氨酶活性的菌株,用扫描电镜可以清晰的观察到三株菌株均为短杆菌,革兰氏染色都为阴性,均有芽孢,硝酸盐还原试验均为阳性,都能利用柠檬酸盐。三株菌株分别为1# 、3# 和5#,三株菌株的ACC脱氨酶活性的比活力分别为0.012,0.012,0.014 U/mg;1# 和5#,3# 与5# 之间酶活力差异显著(P<0.05),1#和3#之间酶活力差异不显著(P<0.05),用Biolog Gen III板微孔和16S rDNA序列同源性分析对分离的菌株1#、3# 和5# 菌株分别鉴定为Klebsiella pneumoniae、Klebsiella pneumoniae、Klebsiella oxytoca。【结论】