芦笋老茎堆肥中嗜热细菌和霉菌的初步研究

摘要

芦笋老茎是一种不同于稻草、麦秆等秸秆的原料，所以其堆制发酵期间的微生物群落及其演替变化也必然不同于其他原料的堆肥。如果要建立和完善针对芦笋老茎这一堆肥的堆制发酵工艺，进而得到一种高质量的蘑菇培养料，关于芦笋老茎堆制发酵期间微生物的研究是非常必要的。本文对芦笋老茎堆制发酵期间堆肥中的嗜热细菌和霉菌进行了分离鉴定，并进行了菌株的代谢能力和培养方法的研究，旨在为下一步制备芦笋老茎堆料发酵菌剂以及调控堆肥过程提供理论依据。
　　 本实验采用稀释涂布法对芦笋老茎堆肥不同发酵阶段的6个样品中的嗜热可培细菌和霉菌进行了分离，共分离到菌落形态有明显区别的细菌菌株22个，霉菌菌株27个。根据16SrDNA序列分析结果，22株细菌菌株中13株属于芽孢杆菌属（Bacillus），4株属于假黄色单胞菌属（Pseudoxanthomonas），1株属于类芽孢杆菌属（Paenibacillus），1株属于肠杆菌属（Enterobacter），1株属于短芽孢杆菌属（Brevibacillus），1株属于副球菌属（Paracoccus），菌株D-b2在GenBank数据库中的分类地位待定。根据菌落形态和个体形态特征观察结果，初步确定27株霉菌中20株属于青霉(Penicilliumspp.)，2株属于长梗串孢霉(Monilochaetesspp.)，2株属于链格孢霉（Alternariaspp.），1株属于拟青霉（Paecilomycessp.），1株属于毛霉(Mucorsp.)，1株为曲霉（Aspergillussp.）。从以上结果可以看出，芦笋老茎堆肥中的优势嗜热细菌主要是芽孢杆菌(Bacillusspp.)和假黄色单胞菌(Pseudoxanthomonasspp.)，嗜热霉菌主要是青霉（Penicilliumspp.）。
　　 实验采用刚果红染色鉴定法和滤纸条培养法筛选芦笋老茎堆肥样品中可以产纤维素酶的嗜热菌株，经过初筛得到3株细菌和2株霉菌，细菌均属芽孢杆菌属，霉菌1株属于青霉1株属于曲霉。选择其中(D/d)2较大的细菌菌株D-b1和曲霉f-24，利用液体产酶培养基发酵研究了培养基初始pH值、培养温度和培养时间对它们产生纤维素酶的影响。结果芽孢杆菌D-b1在培养基初始pH值为6、培养温度为45℃条件发酵两天时具有最高的产酶活性22.01U/mL。曲霉f-24在培养基初始pH值5、培养温度50℃条件发酵五天时产酶最高达63.93U/mL。
　　 本实验采用苯胺蓝平板褪色法初步从芦笋老茎堆肥样品中筛选出具有木质素降解能力的嗜热细菌9株，其中7株属于芽孢杆菌属，1株属于短芽孢杆菌，D-b2的分类地位待定；嗜热霉菌4株，均为青霉。对在苯胺蓝平板上褪色较快的3株霉菌进行了产锰过氧化物酶(MnP)能力的测定，液体产酶培养基初始pH值为5、培养温度为50℃，发酵一周，每隔24h取样进行测定。结果表明菌株f-2和f-27随着培养时间的增加产酶能力呈现上升趋势，第7天时达到最高，分别为37.53U/L和46.50U/L;菌株f-19第5天时产酶最高，为41.15U/L。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1 芦笋和芦笋老茎的概况

1．1．1 芦笋

1．1．2 芦笋老茎

1．2 堆肥概述

1．3 堆肥的微生物学过程研究

1．4 堆肥中纤维素和纤维素的降解机理

1．4．1 纤维素简介

1．4．2 纤维素的生物降解

1．5 堆肥中木质素和木质素的降解机理

1．5．1 木质素简介

1．5．2 木质素的生物降解

1．5．3 锰过氧化物酶

1．6 本实验研究的目的及意义

第二章 芦笋老茎堆肥中高温细菌和霉菌的分离与鉴定

2．1 材料与方法

2．1．1 主要试剂药品

2．1．2 培养基

2．1．3 样品的处理

2．1．4 菌株的分离

2．1．5 菌株的鉴定

2．2 结果与分析

2．2．1 细菌的分离鉴定结果

2．2．2 霉菌的分离鉴定结果

2．3 讨论

第三章 芦笋老茎堆肥中嗜热纤维素降解茵的筛选

3．1 材料与方法

3．1．1 菌种来源

3．1．2 主要试剂、药品及仪器

3．1．3 培养基

3．1．4 嗜热纤维素降解菌的初筛

3．1．5 菌株的复筛

3．2 结果与分析

3．2．1 纤维素降解菌的初筛结果

3．2．2 纤维素降解菌的复筛结果

3．3 讨论

第四章 芦笋老茎堆肥中嗜热木质素降解茵的筛选

4．1 材料与方法

4．1．1 菌种的来源

4．1．2 主要试剂配制、药品及仪器

4．1．3 培养基

4．1．4 嗜热木质素降解菌的初筛

4．1．5 菌株的复筛

4．2 结果与分析

4．2．1 木质素降解菌的初筛结果

嗜热霉菌MnP活性的测定

4．3 讨论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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