竹鼠肠道兼性厌氧纤维素降解菌的分离、鉴定及其产酶活性研究

摘要

农作物副产品如秸秆等含有很高的纤维素成分,是一种潜在的自然资源,在全球资源危机的今天,利用其大力发展畜牧业,不仅可以充分利用资源,还能避免因秸秆燃烧对生态环境造成的污染。利用纤维素酶分解纤维素是利用纤维素资源的有效手段之一,目前产纤维素酶菌株多分离自反刍动物瘤胃液、堆肥、土壤等,所得降解纤维素能力较强的菌株多为厌氧菌株,由于培养条件严格,在生产中的应用得到限制。本研究以竹鼠肠道内容物作为微生物来源,从中分离筛选出优良的兼性厌氧产纤维素酶菌株,为最大限度开发利用纤维素资源奠定基础,同时促进新能源、食品、以及畜牧业等相关行业的快速发展。本研究主要包括以下四部分内容:
　　试验一:通过严格厌氧结合需氧培养,以羧甲基纤维素钠为唯一碳源对竹鼠肠道内容物进行涂布培养,初步分离出具有降解纤维素能力的菌株后,结合刚果红染色以及酶活测定复筛出所需目的菌株。试验结果显示,从竹鼠回肠、盲肠、结肠共得到17株菌株,根据菌株形态筛选出7株疑似纤维素降解菌,分别为来自竹鼠回肠的H-1、H-2菌株;盲肠的M-1、M-2、M-3菌株;结肠的J-1、J-2菌株;结合刚果红染色法所得到的透明圈与菌落直径比,测定其发酵液酶活后,显示M-2、M-3酶活较高,分别为0.5029 U/mL、0.4874 U/mL。
　　试验二:将来自盲肠的M-2、M-3菌株作为目的菌株,通过形态学观察、革兰氏染色观察,菌株生理生化实验,以及分子生物学鉴定确定该菌的种或属。试验结果证明:来自于竹鼠盲肠的M-2、M-3菌株的形态学特征观察结果,结合生理生化实验,并分别利用PCR对其16SrDNA序列扩增,经过克隆、测序后,在 Genbank数据库里面 BLAST结果表明,M-2属于肠杆菌科的沙雷氏菌属(Serratia),M-3菌株确定为肺炎克伯雷氏菌(Klebsiella pneumoniae)。
　　试验三:挑选酶活相对较高的来自盲肠的M-2菌株作为目的菌株,测定不同发酵时间、碳源、氮源、接种量、温度及初始pH值对菌株M-2产酶活性的影响,对其产酶性质进行研究。试验结果表明:这6种因素对菌株产酶均有显著影响,并确定菌株最适产酶培养条件为:在菌株以葡萄糖为碳源,以酵母粉为氮源,初始pH7,40℃摇瓶培养24h,最佳接种量为4％时,能够表现出最大的产酶活性。

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第一章 文献综述

1.1纤维素构造

1.2纤维素酶

1.3纤维素酶的应用

1.4纤维素降解菌研究概况

1.5纤维素降解菌的选育方法

1.6 菌种鉴定

1.7 研究目的与意义

第二章 竹鼠肠道兼性厌氧纤维素菌株的筛选

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

2.4 小结

第三章 竹鼠肠道兼性厌氧纤维素降解菌株的鉴定

3.1 材料方法

3.2 试验方法

3.3 结果与分析

3.4 讨论

3.5 小结

第四章 竹鼠肠道兼性厌氧纤维素降解菌的产酶性质研究

4.1 试验材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

4.4小结

第五章 结 论

5.1实验结果

5.2创新点

5.3 问题与不足

5.4研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文