来自红树林的高稳定性的纤维素降解微生物菌群的富集和鉴定

摘要

木质纤维素是目前生物乙醇生产中最具潜力的可再生资源，而木质纤维素的有效降解仍然是一个需要克服的难点，探索新的纤维素酶资源和纤维素降解机制理所当然是研究的热点。在自然界中，木质纤维素在很大程度上是被厌氧环境下的微生物菌群降解掉的，这些菌群在自然条件下保持稳定，并表现出高效的纤维素降解效率，研究这种状态下的纤维素降解特点和机制，将有助于纤维素的开发利用。在本研究中，我们以采集于海南红树林的泥样为材料，构建厌氧纤维素降解菌群，通过27代的连续转接培养，共有8个菌群样品可以保持高效稳定的纤维素降解效率，PCR-DGGE分析发现在这些菌群中，主要包括梭菌属的菌株和一些未培养的细菌。其中，菌群SQD-1．1可以在三天中有效地降解培养基中0．2％的纤维素底物，并且可以利用纤维素作为唯一的碳源，因此我们对该菌群做了进一步的研究分析．通过PCE-DGGE分析表明，菌群SQD-1．1在10天的连续培养过程中，其菌群组成保持稳定不变；构建16S文库并经过测序分析后，共获得27个OUT序列，分布于7个细菌门中的21个属，包括一个可能的纤维素降解菌M117；而通过单菌分离共获得12个不同的菌株，其中包括5个可能的新的菌种，功能分析确定P2菌株在菌群中发挥重要作用；在此基础上，我们对该菌群进行了宏基因组测序分析，发现该菌群含有丰富新颖的酶基因序列，同时，对cohesin和dockeim的分析表明该菌群中存在纤维小体结构，证明具有类似机制的降解菌存在。菌群SQD-1．1的研究分析为探索自然环境中厌氧纤维素降解机制提供了很好的材料，从而可以进一步为工业上利用木质纤维素生产乙醇提供帮助。