高效纤维素降解菌的筛选鉴定及特性研究

摘要

在社会不断的发展与世界上人口数量的不断增加，人类面临的环境问题存在越来越严重的趋势和能源危机，然而纤维素这种物质却是在地球上极其丰富并且可再生的资源之一，在我们中国，每年都有部分农作物秸秆被还田外，还有相当一大部分被焚烧、废弃，因此造成了严重的环境污染问题。农业生物质纤维素类物质的处理方法有物理方法、化学方法、生物方法，但由于没有达到预期的降解效果，因此有待于进一步研究。所以筛选具有高活性纤维素酶的秸秆降解微生物的菌株和一些相关的课题研究乃是如今所要研究热点和研究难点。
　　 本文以培养高效菌株为研究目标，以大庆秸秆还田土为菌源，以羧甲基纤维素钠作为微生物的碳源，在28℃培养条件下、在120r/min的条件下进行振荡培养，经过驯化，筛选之后分离得到了四株优势降解菌，分别命名为A、B、C和D。该四株菌株生长快，能分泌比较完整的水解木质纤维素的酶系且酶活性高。经形态观察，生理生化实验并结合16SrDNA同源性和系统进化树分析鉴定序列分析，初步鉴定四株菌分别为酒色青霉(PenicilliumVinaceum)，命名为A菌株、甘薯致病菌(Hypocrea sp.)，命名为B菌株、白腐真菌(Hypocrealixii)，命名为C菌株、交链孢属真菌(Alternaria sp.)，命名为D菌株。
　　 试验研究了不同温度，pH和底物浓度值情况下四株菌的生长特性的研究。结果表明A菌在25℃时最适生长，而B、C、D菌生长的最适温度均为15℃，属于低温菌种。适于东北地区的使用。四株菌均属酸性菌种，在pH小于7时，最适其生长。纤维素降解菌A在底物浓度为39g/L的条件下，菌株生长的最为旺盛，纤维素降解菌B、C在底物浓度为59/L的条件下，菌体大量生长，纤维素降解菌D在底物浓度为7g/L时菌株生长。分别到达最大值为0.00359、0.0069、0.0069、0.007g。同时对这四株纤维素降解菌进行了外切葡聚糖的酶的活性、内切葡聚糖的酶的活性和滤纸的酶的活性的测定。纤维素降解菌A各个酶活的指标均比其他三株效果好。
　　 试验对高效纤维素降解菌A、B、C、D特性的研究，掌握其生长特性，从而对提高纤维素降解菌降解效率提出有益依据，并为进一步解析其结构与功能的关系提供理论和实验依据，同时也为农作物秸秆等纤维素资源的开发和利用提供了一条途径。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 纤维素

1．1．1 纤维素的结构及成分

1．1．2 纤维素的降解反应以及影响因素

1．2 纤维素物质的预处理

1．2．1 物理法

1．2．2 化学法

1．2．3 生物法

1．3 纤维素酶

1．3．1 纤维素酶来源

1．3．2 纤维素酶的组成及结构

1．3．3 纤维素酶的作用机理

1．3．4 纤维素酶活的测定

1．3．5 产纤维素酶的主要微生物

1．3．6 纤维素酶的应用

1．4 国内外研究现状

1．4．1 国内研究现状

1．4．2 国外研究现状

1．5 研究的目的和意义

1．6 研究技术路线

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 样品采集

2．1．2 试验药品

2．1．3 试验仪器

2．1．4 培养基及配置

2．1．5 试验主要溶液及配置方法

2．1．6 引物合成

2．2 试验方法

2．2．1 纤维素降解菌的筛选

2．2．2 不同酶活的测定方法

2．2．3 纤维素降解菌的鉴定

2．2．4 菌种的特性研究

3 结果和分析

3．1 纤维素降解菌的筛选

3．2 纤维素降解菌酶活测定

3．2．1 葡萄糖标准曲线测定

3．2．2 滤纸酶活测定

3．2．3 外切葡聚糖酶活测定

3．2．4 内切葡聚糖酶活测定

3．3 纤维素降解菌的鉴定

3．3．1 菌种形态特征观察

3．3．2 菌种的分子鉴定

3．4 菌种的特性研究

3．4．1 菌株的共性研究

3．4．2 菌株生长曲线

3．4．3 底物浓度对菌株生长的影响

3．4．4 温度对菌株生长的影响

3．4．5 pH对菌株生长的影响

4 结论

致谢

参考文献

附录1 纤维素降解菌A同源性比较结果

附录2 纤维素降解菌B同源性比较结果

附录3 纤维素降解菌C同源性比较结果

附录4 纤维素降解菌D同源性比较结果

攻读硕士期间发表论文