一组高效稳定纤维素分解菌复合系MC1的筛选及功能

从 4种堆肥样品中分别筛选出纤维素分解能力较强的 4组混合菌 ,再以酸碱反应互补的原则重新优化组合并驯化成 1组纤维素分解能力非常强而稳定的纤维素分解菌复合系MC1 .1 0 0mL培养物在 5 0℃静止培养 72h ,分别可分解 0 48g滤纸、0 49g脱脂棉、0 1 9g麦秆和 0 0 8g锯末 .分解滤纸时 ,第 2 4hCMC糖化力最高 ,为1 2 2 3U·mL- 1.在初始pH4～ 1 0的不同培养基上接种 ,均能把 pH调到中性 ,最后稳定在 8 0～ 8 5之间 .在连续投放滤纸情况下纤维素分解能力稳定保持 2 0d以上 ,其发酵液的 pH在有滤纸时稳定在 6 0～ 6 5之间 ,没有滤纸时稳定在 8 0～ 8

一组高效稳定纤维素分解菌复合系MC1的产酶条件

用CMC糖化力法和纤维素减重法探讨了对一组高效稳定的纤维素分解细菌复合系MC1的产酶条件。结果表明,在6种纤维素材料中,可直接利用的天然纤维素含量高的C源(如滤纸、棉花)存在下表现出高活性;利用蛋白胨和酵母粉作N源时的纤维素酶活性远高于硝酸铵、尿素等无机N源;以滤纸和酵母粉作为惟一C、N源时,最适发酵浓度分别为0.5%和0.125%,其产酶最高峰均出现在发酵第5d。MC1最适纤维素分解温度为55℃,但60℃以上的高温抑制MC1纤维素分解酶;MC1的最适氧气浓度为0.01～0.04mg·L-1,过高过低的氧气浓度均抑制纤维素分解。MC1的微好氧特点对堆肥工程降低生产成本具有重要意义。

高温菌生物学特性的应用

高温菌是一个热点研究领域。这一领域不断发现新的苗种及特性。高温菌广泛地存在于自然界中,它与常温菌相比有着许多不同的特性。例如,其酶在高温下的稳定性,为化工应用提供了便利。简要介绍了高温微生物已有的应用领域,为进一步的研究工作提供参考。

变性梯度凝胶电泳在堆肥微生物研究中的应用

对当前堆肥中微生物种群分布及其对有机物分解作用的研究进行分析 ,论述了分子生物技术中的变性梯度凝胶电泳 (DGGE)的特点。将DGGE与PCR扩增技术相结合 ,可用于研究自然菌种堆肥和人工培养驯化菌种堆肥过程中微生物的演替规律 ,为研究和筛选堆肥中的微生物提供更加有效、快速的信息 ,促进堆肥技术的发展。

绿汁发酵液和乳酸菌剂MMD3在不同含水率苜蓿青贮中的添加试验

为评价绿汁发酵液和乳酸菌剂MMD3在苜蓿青贮中的适宜含水率范围 ,以及两者在不同含水率时对苜蓿青贮品质的影响 ,用 3个不同的含水率水平 72 72 % ,4 7 30 %和 2 8 4 8%做苜蓿青贮试验。结果表明 :1)在本试验中 ,苜蓿青贮以 4 7 30 %含水率的效果最好 ;2 )添加乳酸菌剂MMD3和绿汁发酵液提高了青贮苜蓿的营养价值 ,乳酸菌剂MMD3的青贮效果要优于绿汁发酵液 ;3)高含水率水平 (72 72 % )和中等含水率水平 (4 7 30 % )苜蓿青贮中添加MMD3和绿汁发酵液对苜蓿青贮效果显著 ,在低含水率 (2 8 4 8% )苜蓿青贮时添加效果不明显 ;4 )添加乳酸菌剂MMD3苜蓿青贮中乙酸含量高于对照。

高效稳定纤维素分解菌复合系MC1的酶活特性

用羧甲基纤维素钠 (CMC)糖化力法测定了一组高效稳定的纤维素分解菌复合系MC1纤维素酶活性表达特性。结果表明 ,显色反应产物的最大吸收波长在 4 90nm处 ,最适酶促反应温度为 6 0℃ ,最适反应pH 6 .0 ,较理想的酶促反应时间为 10min ;用不同温度和pH处理 ,MC1的纤维素酶在 6 5℃以下和pH 4 .5～ 10 .5之间表现出很高的稳定性 ,但超出此范围 ,酶活性急剧下降直至丧失。

复合菌系MC1预处理对玉米秸秆厌氧发酵产甲烷效率的提高

采用高效纤维素分解菌复合系MC1对玉米秸秆进行预处理,以提高玉米秸秆厌氧甲烷发酵的效率和产气量。复合菌系预处理的结果表明,预处理发酵液的pH值呈先下降后升高的趋势,与以往的复合菌系发酵产物pH值特性相似。在14 d的预处理过程中,秸秆质量减少了59.0%,其中纤维素减少了53.1%,半纤维素减少了76.4%。发酵液中的可溶性糖含量最大值出现在第2 d,为1.44 g/L。化学需氧量(COD)和挥发性产物最大值均出现在第4 d,监测到的5种挥发性产物的量分别为乙醇2.38 g/L、乙酸0.57 g/L、丙酸0.11 g/L、丁酸0.62 g/L和甘油0.22 g/L,因此,处理4 d后最适合甲烷发酵。厌氧发酵的结果表明,与未处理的玉米秸秆的厌氧发酵相比,预处理后的秸秆总产气量和总甲烷量分别了提高了33.0%和58.1%。结果表明,MC1对玉米秸秆预处理后,可明显提高甲烷产量,具有较高的利用潜力。

高温分解与乳酸菌分步发酵提高秸秆饲料消化率及适口性

以提高秸秆饲料的消化率和适口性为目的,该研究1)以干玉米秸秆为材料,接种木质纤维素分解菌复合系WDC2,进行高温分解发酵;2)以乳酸菌复合系SFC-2为接种物,进行乳酸菌液体发酵;3)将乳酸菌发酵液以质量体积比1∶1比例均匀喷洒到发酵秸秆中,制备发酵秸秆饲料。该研究从营养学和分子生态学角度探讨了高温分解与乳酸菌分步发酵提高秸秆饲料消化率和及适口性的可行性。结果表明,经高温分解发酵,秸秆中微生物多样性丰富,不含致病菌。以南阳黄牛为研究对象,秸秆的干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维体外消化率分别提高了13.94%、22.56%和21.12%,采食量提高21.71%;部分分解的秸秆经乳酸菌发酵液吸附后,粗蛋白增加36.17%。秸秆的高温分解发酵与乳酸菌的乳酸发酵相结合的饲料制作工艺,即提高了秸秆的消化率和营养价值,也改善了秸秆的适口性。

牛粪和蚯蚓粪对猪排泄物中臭气化合物产量的影响

该试验主要研究了添加牛粪和蚯蚓粪对猪排泄物中臭气产量的影响 ,在猪排泄物中分别添加 2个水平的牛粪和蚯蚓粪 ,并在 32℃进行厌氧发酵。试验结果表明 2 %的牛粪能将发酵中期猪排泄物中乙酸、丁酸的浓度分别降低 7倍和 2倍 (P <0 .0 1) ,但增加异戊酸、戊酸的浓度 ,直到厌氧发酵的后期 ,异戊酸和戊酸的浓度才逐渐降低 ;另外 ,2 %牛粪还能增加 3倍的生物产气量 (P <0 .0 1) ,降低 3 甲基吲哚的浓度 ;蚯蚓粪也能降低猪排泄物中对甲酚、3 甲基吲哚和部分挥发性脂肪酸的浓度 ;牛粪和蚯蚓粪均能提高猪排泄物的pH值和氨挥发 ,降低铵氮和总氮的含量。总之 ,牛粪和蚯蚓粪均能降低厌氧发酵的猪排泄物中部分臭气化合物的含量。

乳酸菌复合系和植物乳杆菌提高柳枝稷青贮效果

该文旨在探讨接种乳酸菌复合系SGL和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)对柳枝稷青贮效果的影响。以营养生长阶段的柳枝稷为原料,分别接种1 OD600/kg鲜质量的SGL和Lactobacillus Plantarum,以不接菌的处理作为对照。在发酵第3、10、20和30天开罐取样进行检测分析发酵饲料品质,通过短期人工瘤胃技术测定体外瘤胃发酵参数的变化,并运用高通量测序技术分析原料和青贮料的细菌多样性。结果表明:接种乳酸菌复合系SGL和Lactobacillus Plantarum均能有效抑制Enterobacter和Clostridium,使Lactobacillus成为控制发酵的优势菌,加快青贮过程中p H值的下降速率,提高柳枝稷青贮饲料品质,并提高柳枝稷青贮料的瘤胃发酵效果,复合菌系SGL比纯培养的Lactobacillus Plantarum的效果更突出。

木质纤维素分解菌复合系WSC-6分解稻秆过程中的产物及pH动态

为了探明WSC-6分解稻秆过程中的代谢特性，本试验以稻杆为唯一碳源，50℃静止培养WSC-6，以一次性添加不同量稻秆和多次连续添加的方式，研究了WSC-6分解稻杆的相对分解率、绝对分解量、分解产物及pH变化特性.结果表明，一次性添加1%稻秆时，pH由初始的7.8迅速下降，第3 d降到6.0后逐渐回升，6 d后稳定在8.0左右，在此过程中DO值保持在0.01-0.12 mg·L^-1微好氧条件.以GC-MS法在稻杆分解过程中检测到乙醇、乙酸、乳酸、甘油等10种以上有机物，其中乳酸的含量最高，为7.381 g·L^-1.在90 d的实验中，一次性添加不同量稻秆时，随着稻秆量的增加，pH下降得快而低，且回升时间拖后，当稻秆量为5%时pH下降到5.0后不再回升.在多次连续添加稻秆的实验中，隔12d和15d添加的处理pH重复下降和回升的规律性变化，分解活性保持旺盛.90 d后隔15 d添加的处理相对分解率最高，为86.7%；绝对分解量以隔6 d添加的处理最高，为32.4 g.pH变化规律能够反映WSC-6对木质纤维素的分解进程及分解活性.

促旋酶(gyrase)B亚单位基因gyrB在鉴别细菌近缘种中的应用

单拷贝的gyrB是普遍存在于细菌中编码促旋酶B亚单位的基因,该基因进化速率快,每100万年的平均碱基替换率为0.7%～0.8%。研究证明,该区段基因能对假单胞菌、芽孢杆菌、弧菌、肠杆菌、分枝杆菌、气单胞菌、乳酸菌等不同属或科内的近缘种进行区分鉴定,还可通过设计种特异性引物进行定量PCR或者限制性片段分析,同时也能结合变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)追踪微生物的动态。gyrB基因弥补了非蛋白编码基因16SrDNA或者基因间隔序列(ITS)DNA无法区分近缘种的缺陷,给近缘种的鉴别或者其群体指纹图谱的分析带来了新的希望,为当前国内外用于近缘种研究的热点,是细菌系统发育分析上非常值得重视的新靶标。

快速木质纤维素分解菌复合系MC1对秸秆的分解能力及稳定性

以天然水稻秸秆为材料研究了快速降解木质纤维素的细菌复合系MC1对木质纤维素的分解能力;并在不同条件保藏、高温处理以及利用变性梯度胶电泳(DGGE)技术研究了复合系的稳定性.结果表明,复合系MC1在50℃液体静止培养条件下8～10d,把培养液2%干重的水稻秸秆完全分解溶化;经过9d的培养,水稻秸秆的总干重减少81%,其中纤维素减少99%,半纤维素减少74%,木质素减少51%.连续继代培养4a、常温干燥保存4a、-20℃冷冻藏4a、培养液直接在室温和4℃保存1a、90℃处理30min仍具旺盛的分解能力并稳定传代.平板培养基培养证明MC1全部由细菌组成,16S rDNA变性梯度胶电泳(DGGE)检测结果,在6个月内主要条带几乎没有变化,说明MC1的菌种组成相当稳定.MC1对纤维素的分解利用具重要前景.

变性梯度凝胶电泳在环境微生物研究中的应用详解

结合笔者等多年积累的经验详细介绍环境微生物学研究中变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术应用全步骤:从环境样品中直接提取总DNA,利用5′端含GC夹子的引物PCR 16S rDNA的部分片段,将PCR产物在含有浓度线形递增的变性剂的聚丙烯酰胺凝胶中进行电泳分析,使不同来源的DNA片段在电泳胶中分离,从胶中切出分离的DNA片段测定碱基序列,进行分类分析。PCR-DGGE技术能够检测不可培养的微生物基因,而DGGE技术与克隆等其他技术结合更能发挥其分离作用。

不同发酵类型青贮菌制剂对青贮发酵的影响

在许多国家,青贮饲料是牲畜的重要饲料形式。不同发酵类型的青贮菌制剂会对青贮发酵产物的营养品质、有氧稳定性和动物采食量产生重要的影响。笔者就青贮发酵菌制剂的筛选标准,同型、异型乳酸发酵菌种组成做了介绍,主要就同型、异型和混合3种乳酸发酵对青贮产物的品质影响及作用机理进行分析和综述。

接种木质纤维素分解复合菌系对堆肥发酵进程的影响

以具有高效木质纤维素分解能力的复合菌系作为接菌剂,接种到以牛粪、鸡粪和麦秸为材料的堆肥化过程中,测定了各发酵参数和物质成分的变化。利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)和末端限制性片断多态性(T-RFLP)分析方法,研究了堆肥发酵过程中微生物群落的动态。结果表明,接菌对堆肥化过程中温度、水分和pH值的影响不大。经63d发酵之后,接菌处理的半纤维素、纤维素和木质素的减重率比不接菌处理分别高4.3%、3.0%和3.4%。接菌处理的各个发酵阶段C/N比也明显低于不接菌处理。DGGE和T-RFLP的结果显示,接菌后堆肥发酵初期复合系中的Ureibacillusthermosphaericu、Pseudoxanthomonastaiwanensis、Tepidiphilusmargaritifer、Rhizobiaceaestr.M100、C.thermobutyricum和Bacillusthermoamylovorans菌株大量定殖于堆肥体系中,DGGE图谱中可见接种处理堆肥体系中的条带数少于不接菌处理,而同一水平线的条带亮度明显高于不接菌处理。DGGE和T-RFLP的结果都表明接菌处理的微生物多样性少于不接菌处理。可见接种微生物在堆肥体系中占据优势,抑制了部分杂菌生长,促进了发酵进程。

一组木质纤维素分解菌复合系的筛选及培养条件对分解活性的影响

以麦秸垛下的土壤和麦秸堆肥为材料 ,利用限制性培养技术 ,经过多代淘汰及其不同系之间的组配 ,最终筛选构建了一组木质纤维素分解菌复合系。用羧甲基纤维素 (CMC)糖化力法和纤维素减重法研究了不同培养条件对复合系分解纤维素能力的影响。结果表明 ,以滤纸、棉花、稻草、CMC Na和葡萄糖为碳源时 ,复合系在天然纤维素含量高的碳源 (如滤纸、棉花 )存在时表现出高的纤维素分解活性 ;利用蛋白胨和酵母粉作氮源时的纤维素分解活性远高于硝酸铵、尿素等无机氮源 ;以滤纸和酵母粉作为惟一碳、氮源时 ,最适发酵质量浓度分别为 2 5和10 0 g·L-1,其分解活性最高峰均出现在发酵第 5天。最适纤维素分解的 pH为 8 0。最适纤维素分解温度为 6 0℃ ,大于 6 0℃的高温抑制复合系对纤维素分解 ;复合系的适宜溶氧量 (DO)为 0 0 7～ 0 16mg·L-1,过高过低的溶氧量均抑制纤维素分解。复合系的微好氧特点对堆肥工程降低生产成本具有重要意义。

供氧方式及供氧量对堆肥发酵进程的影响

对于麦秸、牛粪和鸡粪为原料的堆肥系统，通过翻堆和强制通气实现微好氧和好氧处理，测定了各种发酵参数的变化．结果表明，微好氧处理堆体内氧浓度始终小于1．5％，而通气处理堆体的氧浓度始终在4％以上；微好氧处理50℃以上高温期为23d，比通气处理多6d，而通气虽然高温期短但后期温度下降慢；微好氧处理的半纤维素含量从发酵开始时的13．86％下降到堆肥结束时的7．99％。纤维素含量由21．45％下降到16．07％，而通气处理最终半纤维素含量为8．50％，纤维素含量由21．45％下降到18．02％；从各种成分的下降曲线看，微好氧处理为一次下降。而通气处理基本为缓慢的2峰曲线．从硝酸根浓度、温度和C／N综合评价产物的腐熟度。微好氧处理进入腐熟约经35d，而通气处理经45～50d才进入腐熟．富集培养堆肥样品的试验证明0．01～0．05mg／L的微好氧和50～60℃高温是纤维素分解的最适宜条件．

木耳菌糠的5种前处理对水稻育苗基质性质及稻苗生长的影响

【目的】以未经处理的木耳菌糠作水稻育秧基质存在腐熟度严重不足的问题,采用5种不同的前处理,探明针对基质性质和秧苗生长情况最优的处理方式,为农业废弃物作水稻育秧基质的开发利用提供参考。【方法】采用菌糠生材料(T1)、堆腐发酵(T2)、加10%猪粪堆腐发酵(T3)、蒸汽灭菌(T4)、干热灭菌(T5)等5种处理方式,以土壤为对照,并模拟东北地区春季气候条件,进行温室水稻育秧试验。综合分析各处理基质容重、孔隙度(总孔隙度、持水孔隙度、通气孔隙度)、养分(总氮、总磷、总钾、有机质含量、碱解氮、速效磷、速效钾)、苗期立枯病发生情况(离乳期的发病面积和病斑数量)和稻苗生长状况(苗龄30 d后,水稻秧苗的农艺性状,包括叶龄、单株根数、株高、茎粗、SPAD值、百株干鲜重)等指标,并采用单位容积营养元素含量的计算方法替代传统的质量比,来比较5种处理间差异。【结果】经处理后,基质的容重均达到理想基质要求;与生材料T1相比,T2和T3总孔隙和持水孔隙度均明显上升,T4和T5孔隙度有所下降。单位容积营养元素含量,全氮以T3最高(3.0×10^(-3) g·cm^(-3)),其他处理全氮为1.6×10^(-3)—1.8×10^(-3) g·cm^(-3);全磷为4.0×10^(-4)—6.0×10^(-4) g·cm^(-3),全钾含量以T2最高(1.4×10^(-3) g·cm^(-3)),其他处理全钾为7.0×10^(-4)—9.0×10^(-4) g·cm^(-3);总有机质含量均为6.6×10^(-2)—8.0×10^(-2) g·cm^(-3);碱解氮含量以T3最高(2.1×10^(-4) g·cm^(-3)),其他处理为0.9×10^(-4)—1.2×10^(-4) g·cm^(-3);速效磷含量均为3.3×10^(-5)—5.0×10^(-5) g·cm^(-3);速效钾含量均为0.6×10^(-4)—1.2×10^(-4) g·cm^(-3);另外,通过计算不同处理育秧基质的C/N显示,仅添加猪粪发酵的T3处理在20以下。水稻立枯病发生情况,综合分析离乳期病斑数目和发病面积,得出T1发病率为30.53%,T5发病率为3.27%,T2和T4发病率均为1.09%,而T3未出现立枯病。30 d龄稻苗,株高在12—14 cm,茎粗在0.21—0.23 cm,三叶期叶片总SPAD值为25—35,T3处理在此三方面均表现最好;百株鲜重范围在14.50—16.00 g,百株干重为3.15—3.75 g,最大为T2和T3处理;根冠比最大值为T2和T3(0.30),最小值为T5(0.22),5组处理全株干鲜比均在0.20—0.23。【结论】前处理并不显著影响木耳菌糠等材料的养分含量,其主要由构成基质材料的本身性质决定;堆制腐熟发酵的前处理方式在基质性质和秧苗生长情况上都表现很好,且减轻立枯病的效果明显,尤其是添加10%猪粪堆腐发酵表现最优,是今后利用农业废弃物开发水稻无土育秧基质值得推广的前处理手段。