产纤维素酶细菌的分离鉴定及产酶条件的初步研究

摘要

目的：纤维素是地球上最廉价、最丰富的可再生资源,因此将纤维素降解为单糖,然后转化为人类可利用的能源或物质,如可溶性单糖、葡萄糖、乙醇或者其它工业化学物质等引起了中外学者广泛关注。目前,利用微生物产生的纤维素酶来分解和转化纤维素是其利用的有效途径。纤维素酶是指所有参与降解纤维素最终被转化为葡萄糖的各种酶的总称,它不是单种酶,而是起协同作用的一类多组分酶系,故而又被称为纤维素酶系。纤维素酶高产菌的筛选和产酶条件的研究具有重要的生态效益、经济效益和社会意义。本课题通过从采集的富含植物腐败纤维的土壤以及郑州市某造纸厂废纸浆样本中,采用改良的筛选培养基分离并鉴定了具有高酶活力的纤维素酶产生菌,以期对纤维素酶的进一步工业化生产利用提供新的理论依据。
　　材料与方法材料来源:样品采自郑州大学校园内的富含植物腐败纤维的土壤以及郑州市某造纸厂废纸浆。筛选方法:以羧甲基纤维素钠为主要碳源,从采集的样品进行富集培养,采用纤维素刚果红选择培养基对富集培养物进行初筛,根据菌落周围透明圈的产生情况,获得一些具有产纤维素酶能力的菌株,测量不同培养条件下的相对酶活性,进一步利用平板划线法进行复筛,获得产纤维素酶能力较强的菌株。鉴定方法:为确定分离菌株的分类学地位,PCR扩增后测定其16S rDNA基因的部分序列,在GenBank中通过Blast进行同源性比较,并与一些相关细菌构建系统发育树,结合其形态特征和生理生化特征,对其进行分类学鉴定。摇瓶发酵:根据刚果红选择性培养基上测得的纤维素酶相对酶活情况,利用最优条件进行液体发酵,测量分离菌株羧甲基纤维素(CMC)酶活性。
　　结果：①经过初筛和复筛,从采集的样本中获得了2株产纤维素酶细菌菌株CP4和L1,其相对酶活较高。②基于16S rDNA序列的同源性比较及系统发育学研究表明:CP4分属于芽孢杆菌属;L1分属于节杆菌属。③在温度为20-45℃和pH为5-10的条件下,CP4能够快速生长并分泌纤维素酶。在35℃和pH为9的条件下,培养8 h后CP4开始产酶,培养3 d后相对酶活为5.43 mm/d。④L1适宜在碱性条件下生长,在pH值为7-11的范围内能够产生纤维素酶。在碱性条件下,相对酶活力较高,当pH值为10时最高,其相对酶活为3.25mm/d。⑤摇瓶发酵结果表明:以1.0g/L的CMC-Na为主要碳源、接种量为2％、转速180r/min、培养时间为48h时,初始pH值分别为8和10,培养温度分别为35℃和30℃,CP4和L1酶活分别可达104.34 U/mL和88.33 U/mL。
　　结论：CP4和L1分别被鉴定为巨大芽孢杆菌和节杆菌,2株细菌所产的纤维素酶均为碱性纤维素酶。

目录

中文摘要

Abstract

论文部分 产纤维素酶细菌的分离鉴定及产酶条件的初步研究

前言

1 实验材料

2 实验方法

3 结果

4 讨论

5 结论

附录

参考文献

综述 微生物纤维素酶研究与应用进展

参考文献

致谢