高通量质谱检测番茄秸秆好氧堆肥中关键微生物的功能

为深入研究堆肥过程中主要微生物的功能,以番茄秸秆为原料,对其反应器堆肥过程进行研究。通过反应器自动温度传感器记录堆肥温度,利用分光光度法测定堆肥过程中植物生物质降解相关酶活力,并对酶活力最高时期的典型代表性样品进行高通量Orbitrap质谱鉴定。结果表明,反应器堆肥共持续35天,其中50℃以上的高温期10天以上,发酵至第7天时,内切纤维素酶和木聚糖酶活力最高。对该时期样品进行质谱鉴定发现,Thermobifida是主要的功能细菌,且是唯一的纤维素降解者,产生糖苷水解酶(GH) 5家族和GH9家族的5种内切纤维素酶和3种GH48家族的外切纤维素酶。Planifilum产生GH3家族的β-葡萄糖苷酶,与Thermobifida一起将纤维素降解成葡萄糖。Thermobifida、Planifilum、Saccharomonospora、Aspergillus和Thermomyces共同参与木聚糖的降解,前三者为功能细菌,主要分泌GH10家族的木聚糖酶,后二者为功能真菌,主要分泌GH11家族的木聚糖酶。