新型有机物料腐熟剂中微生物种群组成及作用机理的研究

摘要

有机物料腐熟剂是一类发酵有机物尤其是农业废弃物生产有机肥的微生物制剂，多以混合菌形式出现，具有发酵速度快、产品效果好等特点，对有效利用资源为农业生产服务及保护环境具有重要意义。本研究对本实验室从自然界获得的两种有机物料腐熟剂(A和B)中微生物的组成及其作用机制进行了初步研究，为有效使用有机物料腐熟剂提供理论依据。 对样品A和B中的微生物进行了分离。从样品A中分离到21株细菌，B中分离到细菌37株.丝状真菌1株，酵母菌2株。研究了分离菌株产胞外酶的情况。发现腐熟剂中大部分细菌能够产胞外淀粉酶和蛋白酶，其中产淀粉酶活力最高为33.24 U/mL，蛋白酶活力最高为12.02 U/mL；部分细菌具有CMC酶和脲酶活性，产CMC酶活力最高为0.145 U/mL，脲酶活性最高达到1.656 U/mL。各种菌株的产酶活性各有侧重，经过筛选后确定42株功能菌。 分析了腐熟剂中微生物种群组成情况。将42株细菌纯培养物分别扩增16SrDNA，采用2种限制性内切酶Hinf I和Csp6对菌株的16SrDNA片段酶切，共得到11种ARDRA类型，表明为11个基因型，并从每一个ARDRA型里选出一个代表菌进行了测序。结果表明，与这些代表菌株同源性较高的菌分别是Pantoea agglomerans strain LMG 2565(成团泛菌)、 Enterobacteriaceae bacterium v429(肠杆菌科细菌)、Bacillus subtilis strain CGMCC1869、 Bacillus subtilis strain C1CC10028(枯草芽孢杆菌)、Bacillus amyloliquefaciens(淀粉液化芽孢杆菌)、Enterobacter.mkazakii(阪崎肠杆菌)、Acinetobacter baumannii strain Ab8(鲍氏不动杆菌)、Bacillus meqaterium(巨人芽孢杆菌)、Weissella cibaria(魏斯氏菌)、Klebsiellapneumoniae(克雷伯氏肺炎杆菌)、Pantoea ananatis strain JA04(泛菌属)。采用ERIC-PcR扩增，共获得23种不同的指纹图谱。 本研究中纯培养分离到的细菌与前人16S rDNA克隆文库技术得到的优势克隆的序列进行比较分析，结果表明分离培养得到的细菌与克隆文库法得到的优势克隆在系统发育上相似性很高，在属的分类地位上达到一致，此外克隆文库法还包括了传统培养方法没有分离到的菌。因此可以看出16S rDNA克隆文库法反映的细菌种群多样性比传统培养方法获得的细菌更加丰富，能够更全面准确地反映有机物料腐熟剂中细菌菌群的组成情况。 研究了分离菌株间的相互关系。根据11种ARDRA型，各型选出一株代表细菌菌株，并与分离到的丝状真菌、酵母一起进行平板组合培养生长关系测定，结果显示，某些种类微生物之间会产生拮抗作用，影响生长。 将分离出的菌株按照其产酶能力、生长促进等特点，经过复配组合后进行了小型混菌发酵实验，并对菌株组合功能进行了研究。从发酵过程中水分、温度变化及发酵液种子发芽试验等特性表明，人工混合菌群基本上达到了与自然发酵菌群相同的效果。

目录

文摘

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声明

第一章前言

1.1研究背景

1.2国内外研究进展

1.3本研究的目标和意义

第二章材料与方法

2.1实验材料

2.2培养基及试剂

2.3主要仪器设备

2.4腐熟剂中微生物的分离与酶学测定

2.5腐熟剂中微生物种群及系统发育研究

2.6菌株相互关系及组合功能研究

第三章结果与分析

3.1腐熟剂的含水量和pH值

3.2有机物料腐熟剂中微生物的分离培养结果

3.3分离菌株产胞外酶情况

3.4分离菌株解磷固氮能力

3.5腐熟剂中微生物种群分析及系统发育研究

3.6菌株相互关系及组合功能研究

3.7实验讨论

第四章结论

参考文献

致谢

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