高温纤维素降解菌的筛选、鉴定及产酶条件研究

摘要

纤维素是一类可生物降解、可再生的能源物质，在自然界中广泛存在。农业有机废弃物中含有丰富的纤维素，如何资源化利用纤维素是当前研究热点之一。本研究通过刚果红纤维素培养基和滤纸液体培养基相配合的方法，在50℃培养条件下从堆肥样品中分离纯化出21株具有纤维素降解能力的菌株。然后再利用刚果红纤维素培养基点样法进行初筛和液体发酵测定纤维素酶活性法进行复筛，最终筛选出三株较优菌株，分别为D-4、J-C-2和N2-1，其羧甲基纤维素酶(CMCase)活力分别为6.14U、4.20U、5.37U，滤纸酶（FPase）活力分别为3.03U、2.68U、2.43U。对最优菌株D-4进行16SrDNA同源性分析的结果表明，该菌株与芽孢杆菌属（Bacillus）的16SrDNA序列同源性最高达99％，因此可断定该菌属于芽孢杆菌属，命名为Bacillussp.D-4。
　　进一步分析测定了不同培养时间、氮源、温度和pH值等条件对菌株产酶活性的影响，以确定最适产酶培养条件。研究结果显示，D-4在以蛋白胨+酵母膏+(NH4)2SO4为氮源，初始pH为7，温度为30℃的条件下摇瓶培养48h时，表现出最大的产酶活性，CMCase和FPase活力分别为优化前的1.6倍和1.3倍。
　　通过研究3株菌株D-4、J-C-2、N2-1对稻草和猪粪生物发酵过程CO2释放量的影响，发现3株菌株对农业有机废弃物发酵释放CO2过程有明显的促进作用，CO2累计释放量与对照（不接种）相比分别增加了35.3％、27.2％和18.3％;相较于实验室原有菌种则分别提高了20.6％，13.4％和5.5％。

目录

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摘要

第一章 文献综述

1 农业有机废弃物资源化现状

1．1 农作物秸秆对环境的影响

1．2 畜禽粪便对环境的影响

1．3 农业有机废弃物利用现状

2 CO2气肥在大棚栽培中的作用及其问题

3 农业有机废弃物发酵进行CO2施肥及发酵过程

4 微生物降解纤维素的研究进展

4．1 纤维素结构

4．2 纤维素降解

4．3 纤维素酶组成与降解机理

5 研究的目的、意义及技术路线

5．1 研究的目的和意义

5．2 研究拟采用的技术路线

第二章 高温纤维素降解菌的分离筛选及鉴定

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 实验方法

2 结果

2．1 纤维素降解菌的筛选

2．2 菌株鉴定

3 讨论

3．1 纤维素降解菌初筛结果分析

3．2 纤维素降解菌复筛结果分析

3．3 纤维素降解菌鉴定结果分析

4 结论

第三章 D-4产纤维素酶培养条件优化

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 实验方法

2 结果

2．1 培养时间对D-4产纤维素酶的影响

2．2 培养温度对D-4产纤维素酶的影响

2．3 不同氮源对D-4产纤维素酶的影响

2．4 初始pH值对D-4产纤维素酶的影响

3 讨论

3．1 培养时间对D-4产纤维素酶影响的结果分析

3．2 培养温度对D-4产纤维素酶影响的结果分析

3．3 不同氮源对D-4产纤维素酶影响的结果分析

3．4 初始pH值对D-4产纤维素酶影响的结果分析

4 结论

第四章 三种菌株对农业有机废弃物发酵过程CO2释放量的影响

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 实验方法

2 结果

3 讨论

4 结论

第五章 全文总结

1 主要研究结论

2 创新点

3 研究展望

参考文献