土壤复合菌系产纤维素酶影响因子优化研究

为提高复合菌系秸秆分解能力,优化复合菌系产纤维素酶条件,以2种具有强秸秆分解能力的土壤复合菌系为试材,研究氮源、pH和温度对复合菌系产纤维素酶的影响,结果表明：单因子试验中,LC和DT复合菌均以氮源为尿素时,纤维素酶活性最高;LC复合菌pH为6、温度20℃时纤维素酶活性最高;DT复合菌系,pH为6、7和温度为50℃时,纤维素酶活性最高。优化因子结果表明,LC复合菌系在氮源为尿素、pH为6时、温度为30℃时,纤维素酶活性最高,为148.60U/L;DT复合菌系,在氮源为尿素,pH为7时、温度为50℃时,纤维素酶活性最高,为141.32U/L。优化培养条件,可显著提高复合菌系纤维素酶活性。     

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.     

一组木质纤维素分解菌复合系的筛选及培养条件对分解活性的影响

以麦秸垛下的土壤和麦秸堆肥为材料 ,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。用羧甲基纤维素 (CMC)糖化力法和纤维素减重法研究了不同培养条件对复合系分解纤维素能力的影响。结果表明 ,以滤纸、棉花、稻草、CMC Na和葡萄糖为碳源时 ,复合系在天然纤维素含量高的碳源 (如滤纸、棉花 )存在时表现出高的纤维素分解活性 ;利用蛋白胨和酵母粉作氮源时的纤维素分解活性远高于硝酸铵、尿素等无机氮源 ;以滤纸和酵母粉作为惟一碳、氮源时 ,最适发酵质量浓度分别为 2 5和10 0 g·L-1,其分解活性最高峰均出现在发酵第 5天。最适纤维素分解的 pH为 8 0。最适纤维素分解温度为 6 0℃ ,大于 6 0℃的高温抑制复合系对纤维素分解 ;复合系的适宜溶氧量 (DO)为 0 0 7～ 0 16mg·L-1,过高过低的溶氧量均抑制纤维素分解。复合系的微好氧特点对堆肥工程降低生产成本具有重要意义。     

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。     

一组小麦秸秆好氧分解菌复合系的酶学特性研究

为加快小麦秸秆木质纤维素酶解,提高小麦秸秆资源的利用率,探讨了一组小麦秸秆好氧分解菌复合系的酶活表达特性。该复合系能高效的分解秸秆,对纤维素的分解率达到80.0%,利用DNS法测定该复合系分泌的酶的酶活性。研究表明,在复合系分解的0~10 d内,0.78 g纤维素被分解,0.16 g半纤维素被分解;复合系分泌的酶是一组能够降解不同底物的酶复合系;复合系的最高纤维素酶活性(内切酶、外切酶、β-糖苷酶和总纤维素酶)为0.17 U/mL;最高木聚糖酶活性出现在第2天,其数值达到2.82 U/mL;最适木聚糖酶反应温度为50℃,最高耐受温度是60℃,最适木聚糖酶反应pH为7,pH≤5对酶活性产生强烈抑制;酶反应时间6~20 min时,酶活性急剧下降,以后至酶反应时间120 min时,酶活性下降缓慢。第3天的0.5 mL离心上清液在最适酶反应条件下酶解2h后,木聚糖底物被酶解6.76 mg,转化率为33.8%。     

利用废纸产纤维素酶复合菌系的筛选及性质研究

为了获得1组能够高效分解废纸并产胞外纤维素酶的复合菌系,采用外淘汰法,在常温条件下以土壤及枯枝落叶为菌源,以废打印纸为唯一碳源,筛选得到1组复合菌系PSD。结果表明,该复合菌系能够在6 d内分解纸总质量的71%,其中纤维素降解率为72%,半纤维素降解率为48%。此外,羧甲基纤维素酶活性在分解3 d时达到最高值3. 26 U/m L,半纤维素酶活性在分解4 d时达到最高值6. 37 U/m L。当培养温度在25～35℃,培养基p H值在6. 0～8. 0,培养基为Hutchinson时,复合菌系具有较好的纸分解效果和产酶活性。利用16S及26S rRNA克隆技术分析微生物组成结果表明,该复合菌系由细菌和真菌组成,其中细菌主要包括厚壁菌门、变形菌门及拟杆菌门,真菌主要包括波氏假性霉样菌(Pseudallescheria boydii)。由研究结果可知,得到的复合菌系PSD能够有效分解废纸并同时分泌纤维素酶,对打印纸废弃物的分解及资源利用具有一定的应用意义。     

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。     

耐低温降解纤维素菌株的筛选及复合菌系构建

[目的]筛选适合我国北方冬春季秸秆降解的高效低温纤维素降解菌株。[方法]在低温地区采集土壤,10℃初筛耐低温菌株,通过刚果红染色液法进行复筛,利用DNS法测定CMC酶活性。将筛得菌株和实验室自存菌株结合拮抗试验构建复合菌系,测定复合菌系CMC酶活性,测定秸秆降解率,并对代表性菌株进行产酶条件优化,对最终确定的复合菌系中的菌株进行分子生物学鉴定。[结果]10℃低温培养初筛得到55株耐低温菌株,刚果红染色法复筛得到8株具有明显水解圈的单菌株,其中包括细菌3株、真菌2株、放线菌3株,其中纤维素酶活性最高达到47.0 U/mL;根据拮抗试验构建了2个复合菌系,其纤维素酶活性分别达到31.0和53.0 U/mL;秸秆降解试验中,实验室和沙袋法的复合菌系2对秸秆的降解率分别达31.8%和45.1%,显著高于复合菌系1和对照组;对JGDZTX3进行产酶条件优化,确定最佳氮源为牛肉膏,培养温度为10℃,培养时间为4 d,初始pH为7,在此条件下CMC酶活性达到66.5 U/mL,这4个条件对产酶均有显著影响(P<0.05);对复合菌系2的4个未知菌株进行鉴定,鉴定结果分别为白蚁菌、葡萄球菌、长柄...     

毒死蜱降解菌的驯化筛选及高活性毒死蜱降解菌群的构建

[目的]通过对3种活性污泥的长期驯化、微生物多样性分析及优势菌筛选与复配,构建一种对毒死蜱具有高降解活性的菌群.[方法]以农药公司的3种不同废水处理工序的污泥为材料,利用毒死蜱长期胁迫驯化以获得高效降解毒死蜱的活性污泥;随后,在驯化后的3种活性污泥中筛选优势菌株,并以筛选的菌株构建复合菌群用于毒死蜱的降解.[结果]以毒死蜱为碳源,在驯化后的活性污泥中筛选到3株具有毒死蜱降解活性的菌株(Paracoccus MLCa-1、Klebsiella MLCp-2、Serratia MLCs-1),并对3种菌株进行复配,构建了复合菌群MLCF7.复合菌群MLCF7对100 mg/L毒死蜱降解率达82.84％.[结论]复合菌群对毒死蜱具有高降解活性,表明其在农药污染生物修复中具有应用潜力.     

常温秸秆还田菌群的筛选及分解稻秆特性研究

【目的】对一组人工构建的常温(28℃)菌群的分解能力及分解性质进行研究,以获得常温下能够分解秸秆的微生物群及人工加速秸秆还田的分解技术。【方法】以多年堆积的稻草腐烂物为菌源,用改良的Mandels培养基经长期富集培养和定向驯化获得一组稳定的纤维素分解菌群。以标准的纤维素酶活性测定方法对分解过程中酶的活性进行评定,利用气质联机测定分解后的挥发性产物,用变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测分解过程中菌种动态变化。【结果】5d后稻秆总减重量达到39.6%,在培养基占总体积1/5、pH=6、培养第5天时纤维素内切酶(CMC)活性表现最高,达到14IU·ml-1;培养过程中发酵液中有10余种挥发性产物,且不同时期产物的种类和浓度变化很大,从DGGE图谱发现在培养不同时期菌种组成有很大差异,通过各条带近缘种16s rDNA扩增信息构建系统树可见,各条带近缘种分别归属Clostridium、Brevibacillus、Bartonella、Bacteroidetes4个属。【结论】常温纤维素分解菌群能够加速稻秆分解。     

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。     

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。     

秸秆纤维素分解菌的分离筛选

利用纤维素分解菌生产发酵饲料是当前饲料业的一个发展方向,它可将纤维素分解为牲畜可利用的糖。此项试验从各种土壤及饲料中分离到12株能分解纤维素的菌株。分别测定滤纸分解度、CMC酶活、FPA酶活和天然纤维素酶活,筛选出6株对天然秸秆纤维素有较强降解能力的菌株。通过改变其培养基中天然纤维素的含量,发现随着培养基中天然纤维素含量的增加,酶活力也随之升高。     

腐秆剂快速分解水稻秸秆的机理及效果研究

利用测定酶活力的方法测定不同时间段内添加腐秆剂对水稻秸秆中纤维素酶、半纤维素酶、酚氧化酶活性的影响,结果表明:腐秆剂的添加对3种酶的活性提高有显著影响。利用纯种分离技术测得腐秆剂的添加对细菌、真菌、放线菌3种微生物的量在不同生长时期具有促进作用。同时通过定量分析程序添加腐秆剂后纤维素、半纤维素和木质素的降解率均有所提高。     

现代设施农业中土壤活性物组成关联分析

[目的]研究设施农业土壤微生物和土壤酶活性的关系。[方法]采集种植香石竹的大棚设施中正常株、发病株的根际土壤,分析土壤pH值、微生物数量及酶活性的关系。[结果]正常株土壤pH值、微生物总量均高于发病株土壤。真菌与放线菌在数量上呈显著正相关,好氧细菌与厌氧细菌、细菌总数呈显著正相关,真菌数量与土壤pH值呈显著负相关。纤维素酶与蛋白酶呈极显著正相关,与脲酶呈显著正相关,半纤维素酶与蔗糖酶、脲酶与蛋白酶均呈显著正相关。好氧细菌与半纤维素酶、蔗糖酶都呈显著负相关,厌氧细菌与半纤维素酶呈显著负相关。[结论]土壤酶活性与土壤微生物的种类和数量有着密切关系,土壤中的微生物可以对土壤酶活性进行表征。     

玉米秸秆高效腐解复合菌系CSS-1的选育及其组成分析

【目的】选育在常温(22℃)下对玉米秸秆具有高效稳定腐解功能的微生物复合菌系,明确其菌群组成,以促进选育的复合菌系在中国北方原位还田玉米秸秆中的应用。【方法】采用限制性培养与温度梯度诱导相结合的方法,以山西、山东、北京等省(市)玉米秸秆连续多年还田的土壤样品为菌源,以秸秆失重率、C/N及CMC酶活为筛选指标,获得高效稳定的玉米秸秆腐解复合菌系CSS-1;比较复合菌系不同继代腐解秸秆的失重率、CMC酶活、木聚糖酶活和PCR-DGGE的菌群监测动态变化,评价CSS-1的功能及其组成稳定性;采用克隆文库法,解析复合菌系CSS-1的主要菌群组成。【结果】CSS-1处理玉米秸秆的CMC平均酶活和最高酶活,比目前广泛应用的秸秆腐解菌剂A分别提高了82%和79%;CSS-1处理的秸秆失重率比菌剂A和空白对照分别提高了62.62%和173.65%;CSS-1不同继代腐解秸秆功能及其菌系组成监测表明该复合菌系的稳定性;克隆文库方法显示CSS-1优势菌群由多种具有纤维素与半纤维素降解功能的细菌和真菌构成,其细菌菌群分别归属Enterobacter、Cellulomonas、Streptomyces、Bacillaceae、Pantoe、Cellvibrio6个属,真菌菌群归属Trichoderma、Gibberella2个属。【结论】获得了在中国北方地区常温条件下高效稳定腐解玉米秸秆的复合菌系CSS-1,可研发利用该菌系促进田间原位还田玉米秸秆的快速腐解。     

高产纤维素酶菌株的筛选

该研究从农田土壤中分离得到67株细菌,并从中选出一株高产纤维素酶菌株。将这些菌株接种到纤维素培养基上,在p H 5.5和28℃的条件下,利用刚果红染色溶液进行染色后,测其水解透明圈与菌落的比值的大小,进行初步筛选。将这些初筛的菌株接种到培养基中进行摇床培养后,制得粗酶液,并分析羧甲基纤维素酶(CMC)活力测定和滤纸酶(FP)活力及β-葡萄糖苷酶(BG)。在不同温度的条件下,对纤维素酶活力测定,最终筛选出曲霉A25(Aspergillus sp.)这一株菌株,最适酶活温度为50℃。产纤维素酶酶活力分别为:CMC酶活达2 340.92 U/m L;FP酶活达2.66U/m L;BG酶活达164.72U/m L。     

糙皮侧耳培养过程中胞外多糖分解酶系的活性变化研究

本文报导了糙皮侧耳,又称平菇(Pleuroius osireaius)在大豆秸杆固体培养基质上生长期间,培养物中胞外淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶的活性变化规律。结果表明:淀粉酶在菌丝体阶段和子实体阶段均有活性高峰出现,纤维素酶和半纤维素酶的活性高峰,仅在子实体阶段出现。并且温度对酶活性有一定的影响。     

纤维素酶产生菌的筛选及其相互作用研究

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分离到能较好降解纤维素的菌株4株,初步判定为3株细菌,1株放线菌。各菌株产酶(CMCase)较适宜的温度均是37℃,培养基初始pH值7.0,接种量(V/V)2%,接种培养12 h的种子液酶活较高。对各菌株单独与混合培养研究表明:菌株组合D6/D7、D1/D7、D6/D7/B7和D1/D6/D7/B7在72 h的酶活均显著高于其单一菌株,其中最优组合D6/D7在72 h的酶活可达67.12 U/mL,相当于其菌株单独培养酶活的2倍。     

外源纤维素酶对不同底物下土壤原生纤维素酶活性的影响

研究了分别以CMC(羧甲基纤维素钠)、玉米秸秆、小麦秸秆作底物情况下,土壤中施加外源纤维素酶对土壤原生酶活性及其底物酶解率的影响。结果表明:以CMC为底物时,加酶处理的各项酶活与酶解率一直明显高于不加酶处理,加酶处理总的最大酶解率与其土壤部分的最大酶解率分别为1.39%和1.22%,不加酶处理的为0.73%。在以玉米秸秆与小麦秸秆为底物时,加酶处理的总酶活与总酶解率一直明显高于不加酶处理,而加酶处理中的土壤自身酶活与酶解率在前2d明显高于不加酶处理。两种秸秆加酶处理的酶解率均在第2天达到最高值,不加酶处理的在第4天达到最高值。玉米秸秆加酶处理总的最大酶解率与其土壤部分的最大酶解率分别为0.45%和0.28%,不加酶处理的为0.26%;小麦秸秆加酶处理总的最大酶解率与其土壤部分的最大酶解率分别为0.49%和0.33%,不加酶处理的为0.28%。3种底物下土壤酶活与酶解率大小顺序为CMC>小麦秸秆>玉米秸秆。