施肥和苜蓿接种根瘤菌对苜蓿生长及铁尾矿砂基质理化性质的影响

本研究采用室外盆栽的方式,探讨了施肥水平和苜蓿接种不同根瘤菌菌株对紫花苜蓿生长及铁尾矿砂基质理化性质的影响。结果表明,接种根瘤菌可显著促进紫花苜蓿株高、根长、地上鲜重、根鲜重、总生物量和瘤鲜重的增加,其中以接种菌株17676的效果最佳。而接种根瘤菌的苜蓿在种植当年对铁尾矿砂基质理化性质的改善有一定的促进作用,但效果不显著。施肥明显促进了苜蓿生长,随着施肥水平的提高,苜蓿株高、根长、地上鲜重、根鲜重和总生物量逐渐增大,在N3施肥水平时最高,并且N3施肥水平条件下的株高、地上部鲜重和总生物量与N2和N1两个施肥水平间差异显著。在促进根瘤重的增加方面,N2施肥水平效果最好,但与N3水平间差异不显著。在改良铁尾矿砂理化性质方面,施肥不仅能明显促进铁尾矿砂容重和pH值的降低,还能显著促进其田间持水量、总孔隙度以及有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量的增加。在降低容重、酸碱度以及提高有机质、速效磷和速效钾含量方面,N3施肥水平的效果均明显优于N1和N2水平。

苜蓿接种根瘤菌和施肥对铁尾矿砂基质改良效果的影响

采用裂区试验设计方法,以铁尾矿砂为生长基质进行紫花苜蓿(Medicago sativa L.)盆栽试验,探讨了紫花苜蓿接种不同根瘤菌菌株和施肥水平对紫花苜蓿生长的影响,以筛选出明显促进紫花苜蓿生长的根瘤菌菌株与施肥水平的最佳组合。在最佳组合条件下,研究了紫花苜蓿连续种植2a后铁尾矿基质理化性质和生物学特性的变化。结果表明:(1)接种根瘤菌明显促进了紫花苜蓿根瘤重、根鲜重、地上部鲜重、株高的提高,其中以接种菌株17676的效果明显。(2)施肥对紫花苜蓿的生长有显著的促进作用。随着施肥水平的提高,紫花苜蓿的各项生长指标均逐渐增大,在5%施肥水平时最高,并且在5%施肥水平时紫花苜蓿地上部鲜重和株高与2.5%和1%2个施肥水平间差异显著。2.5%施肥水平下,紫花苜蓿根瘤重最大,但与5%施肥水平差异不显著。表明5%施肥水平对促进紫花苜蓿生长的效果最佳。(3)与对照(裸尾矿砂)相比,在5%施肥水平条件下,种植接种17676菌株的紫花苜蓿后,铁尾矿砂基质的理化性质和生物学特性均有了极为明显的改善(P<0.01)。其中,容重显著下降,田间持水量和总孔隙度明显提高,pH值显著下降并接近中性,有机质和速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)含量显著提高,基质中的细菌、真菌和放线菌的数量以及土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和纤维素酶)活性明显提高。(4)与播种当年相比,种植紫花苜蓿2a的铁尾矿砂基质的理化性质和生物学特性均有不同程度的改善。其中,除了细菌和真菌数量以及有机质和碱解氮含量的提高效果不明显外,其他各项指标均达到了显著水平。表明5%有机肥水平条件下种植接种17676菌株的紫花苜蓿对铁尾矿砂基质的改良效果显著,紫花苜蓿种植年限对铁尾矿砂基质的改良效果也有重要作用。

有机肥施用水平对紫花苜蓿粗蛋白含量及氮代谢关键酶活性的影响

试验以铁尾矿砂为基质,采用室外盆栽的方式,研究了有机肥施用水平对紫花苜蓿不同发育期各器官中粗蛋白含量和氮代谢关键酶活性的影响。结果表明:随着有机肥施用量的增加紫花苜蓿各器官中的粗蛋白含量和硝酸还原酶活性逐渐提高,并且在初花期达到峰值,之后逐渐下降;有机肥施用水平与粗蛋白含量间存在明显的正相关关系。茎和根中的粗蛋白含量与硝酸还原酶(NR)活性显著正相关。适当增加施肥量(1%,2.5%)可提高各器官中谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性,有机肥施用量过高(5%)其活性反而下降。有机肥施用量没有改变各器官中氮代谢酶活性的变化趋势。

不同信号肽及分子伴侣对中性蛋白酶在枯草芽孢杆菌中分泌表达的影响

通过筛选5个不同的信号肽基因(AmyE、AprE、NprE、SacB、YncM)代替对照质粒pHT43-npr上原始的信号肽基因,整合2个不同的分子伴侣(PrsA、DnaK)到pHT43-npr质粒上,构建重组质粒并转化到枯草芽孢杆菌WB800N中进行诱导表达。结果表明,构建了5株信号肽重组菌株,通过牛奶平板验证无明显水解圈,通过酶活性比较,5株重组菌株中性蛋白酶活性均显著低于对照菌株;成功构建了2株整合分子伴侣的重组菌株,通过牛奶平板验证有水解圈,通过酶活性比较,两株菌株均表达中性蛋白酶,其中重组菌株WB800N/pHT43-npr-PrsA产蛋白酶活性比对照菌株WB800N/pHT43-npr提高了23%,重组菌株WB800N/pHT43-npr-DnaK产蛋白酶活性比对照菌株提高了33%。

一种新型蛋白酶的酶学特性及脱毛应用

蛋白酶可作为清洁化产品应用在制革脱毛工艺,旨在明确枯草工程菌株WB800N/p HT43-npr发酵生产重组中性蛋白酶(JW-3蛋白酶)的脱毛效果及脱毛工艺条件,为清洁化脱毛制革工艺提供技术参考。研究了JW-3蛋白酶的热稳定性、pH耐受性,金属离子及化学试剂对酶活力的影响,酶解胶原蛋白的能力,同时对酶法与传统灰碱法黄牛皮脱毛效果进行评价。结果显示,JW-3蛋白酶的耐高温能力差,40℃保存1 h酶活力便开始衰减;在pH6、pH7稳定性良好;Ca^(2+)、Mn^(2+)对酶活力有激活作用;在表面活性剂Triton X-100、Tween20、Tween80中稳定;JW-3蛋白酶不具有水解胶原蛋白的能力,与传统灰碱法脱毛的皮粒面效果相当,且可以回收完整的动物毛发再利用。JW-3酶法可替代灰碱法脱毛实现清洁化脱毛制革工艺。

制革含兔毛固体废弃物的酶法资源化利用

为建立兔毛皮制革所产生固体废弃物中毛纤维的酶法清洁化回收工艺,采用正交试验对脱毛工艺进行优化,综合分析了酶脱毛与人工剪毛、化学脱毛回收兔毛纤维的显微形态及物理性能指标差异;并对酶法循环脱毛工艺体系进行研究。结果表明:酶脱毛最佳工艺为温度35℃,转速150 r/min,浴液比1∶100,酶用量2%(owf),3~4 h即可完成脱毛过程。酶处理后的毛纤维外观蓬松,长时间作用对髓质结构无明显损坏;且物理性能指标表明酶回收的毛纤维具有明显的优势,其中纤维长度、短毛率、白度指标优于刀剪毛;纤维力学性能、失重率优于化学法脱毛。废液循环脱毛体系在20 h内可处理4批样品,较单次工艺节约用水75%、节约用酶75%;补加酶循环脱毛体系在21 h内可处理7批样品,较单次工艺节约用水85.8%、节约用酶70.4%。

一株高产纤维素酶真菌的分离与鉴定

纤维素类生物质是地球上分布最为广泛的可再生资源,筛选高效的纤维素降解菌株对于纤维素生物质资源的开发和利用具有重要的意义。采用微晶纤维素作为唯一碳源的筛选方法,从曹妃甸湿地土壤样品中分离到一株高产纤维素酶的真菌,通过对菌株形态学特征观察和18SrDNA序列比对分析,鉴定其为土曲霉种属。发酵检测该菌株粗酶液中含有较高活性的外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶,活力大小分别为110.7、167.7U/mL;其内切葡聚糖酶和滤纸酶酶活力分别为27.8、51.5U/mL,土曲霉CB10可作为潜在的开发菌种用于纤维素生物降解的研究。

利用强启动子对纤维二糖酶基因在里氏木霉中进行异源表达

为提高里氏木霉中纤维二糖酶的表达量,构建了含有不同强启动子的纤维二糖酶基因重组质粒,以根癌农杆菌介导的方法将表达元件整合到里氏木霉基因组中,获得了高效表达纤维二糖酶基因的里氏木霉优势菌株。采用反转录的方法从黑曲霉RNA中克隆得到纤维二糖酶基因(cb)的编码序列,并以启动子Pcbh1和Pxyn1控制cb基因的表达,通过根癌农杆菌介导转化,成功将表达元件整合到里氏木霉基因组中。通过对不同启动子控制下的阳性转化子进行发酵筛选,纤维二糖酶活性最高比对照分别提高了376%和323%。通过水解纤维素实验,重组菌株表达的纤维素酶能更好的对纤维素进行水解,水解率比对照菌株分别高出了29.73%和26.78%。该研究成果对解决里氏木霉表达纤维二糖酶低的问题具有一定的指导意义。

紫薯莜麦酒酿造工艺优化

以紫薯、莜麦为原料,在单因素试验的基础上采用三步响应面法优化紫薯莜麦酒的酿造工艺。得到紫薯莜麦酒发酵工艺条件为:发酵时间6 d,发酵温度18℃,SO_2添加量96 mg/L。在该发酵条件下酿造而成的紫薯莜麦酒酒精度11.00%vol,花色苷和β-葡聚糖含量分别为21.23和36.85 mg/L,显著高于对照组。

糙皮侧耳发酵液降解饲料中黄曲霉毒素B_1的应用研究

取自然条件下污染黄曲霉毒素B1的玉米、豆粕和花生粕饲料进行解毒试验。每种饲料选择3个黄曲霉毒素B1浓度（10.7-62.2μg/kg）,按11‰比例加入糙皮侧耳浓缩发酵液,72 h降解率为39.5%-55.4%,168 h降解率为52.4%-75.5%。在模拟牛胃条件下,以豆粕饲料含不同浓度的黄曲霉毒素B1（15.7μg/kg、30.5μg/kg和48.9μg/kg）为有毒源,糙皮侧耳浓缩发酵液添加11‰,24 h解毒率为25.5%、19%和17.4%,48 h解毒率为42.7%、33.1%和29%。改变浓缩发酵液添加比例为7‰、9‰、11‰、13‰和15‰,降解时间36 h,解毒率为53.5%以下。

产脱毛酶工程菌的发酵优化及对制革废弃物的利用研究

酶法脱毛是制革及纺织工业清洁化生产的关键环节,为提高枯草工程菌株WB800N/p HT43-npr产脱毛用中性蛋白酶(JW-3脱毛酶)的发酵水平,在单因素试验的基础上,采用4因素3水平的响应面分析法,对产酶培养基进行优化,同时对酶法回收制革中废弃的兔尾绒毛进行研究。结果表明工程菌株产酶的最佳培养基为:玉米粉23.00 g/L,蛋白胨26.00 g/L,Mn SO42.10 mg/L,Ca Cl20.13 g/L,在37℃,200 r/min的培养条件下,蛋白酶发酵活力可达990.12 U/m L。对兔尾脱毛试验表明JW-3脱毛酶能够全部脱掉兔尾绒毛,脱毛总用时较1398、2709蛋白酶短;JW-3脱毛酶处理兔毛纤维的显微结构与对照无明显区别,且能增加兔毛纤维鳞片的摩擦系数,从而降低兔绒织品的掉毛率。本研究为纺织工业中动物毛发的清洁化生产及制革工业废弃动物毛发的再利用提供了技术参考。