向日葵副产物中优势乳酸菌和纤维素分解菌的生理生化特征分析

【目的】研究向日葵副产物中优势乳酸菌和纤维素分解菌的生理生化特征,为向日葵副产物发酵饲料提供基础。【方法】对向日葵副产物表面附着优势乳酸菌及纤维素分解菌进行分离、提取鉴定,并分析优势菌种生理生化特征。【结果】分离出3株乳酸菌和4株纤维素分解菌。得到3株乳酸菌均为蒙氏肠球菌(Enterococcus mundtii)。4株纤维素分解菌中,菌株Z_(2)和Z_(13)为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),X_(14)为阿氏芽孢杆菌(Bacillus aryabhattai),X_(4)与解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。3株乳酸菌在4、10、30和45℃及3%和6.5%的NaCl条件下生长良好,在pH 3.5~9可生长,在pH 3环境下不生长;4株纤维素分解菌中透明圈直径(D)/菌落直径(d)比值和酶活性按大小排序均为解淀粉芽孢杆菌>贝莱斯芽孢杆菌>阿氏芽孢杆菌。【结论】蒙氏肠球菌具有较强耐盐能力且温度适应范围广,但其产酸能力明显弱于植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum);4株纤维素分解菌在CMC糖化酶活力、滤纸酶活性及向日葵副产物的实际失重率中,接种解淀粉芽孢杆菌效果最优。

绿植土壤中纤维素分解菌的分离和计数

基于新人教版高中生物学教材中的课后拓展应用实验“从土壤中分离纤维素分解菌”,选取4种常见绿植并进行分组,用高速离心法制备土壤浸出液,对纤维素分解菌进行鉴定,选择合适的稀释倍数下的涂布平板进行菌落数计数统计,结果表明:4种绿植土壤中纤维素分解菌在10稀释倍数下的菌落数平均值不同,吊兰土壤中纤维素分解菌菌落数最高,其次为红掌和绣球,绿萝最低;绿萝组与其他各组在数量上均有显著性差异(P<0.001)。实验结果为教学实践中获取纤维数分解菌提供了一定数据指标,也能对教材中的稀释倍数进行补充说明。

布氏田鼠盲肠中纤维素分解菌的分离鉴定及其产酶条件优化

纤维素在纤维素分解菌的作用下分解成可利用的物质,有利于改善环境污染和缓解能源危机。布氏田鼠是主要分布在我国内蒙古草原上的一种植食性动物,其盲肠微生物种类丰富。从布氏田鼠盲肠中筛选具有高效分解纤维素能力的菌株,并对筛选的菌株进行鉴定及纤维素酶的酶学特性分析。结果表明:刚果红染色法初筛出8株具有分解纤维素能力的菌株,发酵法复筛出分解能力最强的菌株T1,形态学观察及分子生物学鉴定确定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis strain)。菌株T1以1.5%玉米粉作为碳源、1%蛋白胨作为氮源、接种量5%时产纤维素酶量最高。该纤维素酶最适反应pH值4.8,最适反应温度40℃,最佳反应时间40 min,且具有一定的酸碱耐受性和热稳定性,这一研究为纤维素的开发利用提供理论依据。

青藏高原垫状点地梅耐冷纤维素分解菌株的筛选与鉴定

为获得垫状点地梅(Androsace tapete)垫状结构中的耐冷纤维素分解菌,以3个地区不同生存状态的垫状点地梅地上部分为材料,采用纯培养方法分离和纯化可培养微生物,并在4℃和15℃条件下分别用CMC固体培养基和CMC-刚果红固体培养基筛选出耐冷纤维素分解菌,对筛出的菌株进行16S rRNA和ITS区域序列的分子鉴定。结果表明,实验共获得52株14属32种耐冷纤维素分解菌,包括3种细菌、9种酵母菌和20种丝状真菌。耐冷纤维素分解菌的相对纤维素酶活性较高,代表菌株有楸子茎点霉(Didymella pomorum)、出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)、戈茨青霉(Penicillium goetzii)、灰玫瑰青霉(Penicillium griseoroseum)。来源于不同垫状点地梅个体之间以及叶际和内生的耐冷纤维素分解菌之间物种组成差别较大,但相对纤维素酶活性无显著差异。这些耐冷纤维素分解菌可以有效分解垫状结构中的凋落物,促进碳循环,在垫状点地梅适应极端环境并行使生态系统工程师功能中发挥重要作用,活性较高的菌株可以为寒冷地区生物降解纤维素的工业应用提供材料。

大熊猫源纤维素分解菌的筛选及产酶发酵条件优化研究

通过采集昆明野生动物园里大熊猫新鲜粪便,利用羧甲基纤维素钠培养基(CMC-Na)进行选择性培养,刚果红平皿浸染初筛和DNS法纤维素酶活复筛,对目标菌株进行形态学和16S rDNA同源性鉴定,并对高产纤维素酶的菌株进行单因素发酵条件优化试验。结果表明:从大熊猫新鲜粪便中筛选到2株高效的纤维素分解菌鉴定为枯草芽孢杆菌ZD1和MZ3(ZD1/MZ3),2个菌株发酵液纤维素酶活分别为277.58U/mL和255.22U/mL,通过发酵条件优化后,ZD1和MZ3发酵液中纤维素酶最大活力分别达339.48U/mL和293.65U/mL,较优化前酶活可提高22.30%和15.06%,最佳产酶条件为:CMC-Na+P、37℃、pH6.8~7.2、36~48h。

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。

高效稳定纤维素分解菌群筛选及其分解特性研究

为获得能够在常温条件下（２８～３２℃）快速分解纤维素的微生物群体，利用限制性培养基从不同材料（森林腐殖质、腐烂的玉米秸秆、牛场料槽旁土样、麦垛底部土样和牛鸡粪混合储粪池中土样）的土样中筛选纤维素分解菌群，采用失重法测定菌群对不同纤维材料的分解能力及其在不同初始酸碱条件下的分解特性，用固体平板法对其菌株组成特性进行了初步探究。结果表明，不同材料筛选的纤维素分解菌群中，以牛鸡粪混合储粪池土样筛选的菌群分解效果最佳，该菌群４８ｈ能将培养基内滤纸分解成糊状；６ｄ对滤纸、玉米秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆、柞木木屑和杨木木屑分解率分别为９４．９５％，４８．５２％，４５．０５％，４４．３０％，１１．００％，１．２２％。在发酵液初始ｐＨ５～１１范围内，对滤纸分解率超过８４．５９％，并将反应体系ｐＨ 最终调节稳定在８．５～８．８；该菌群经分离纯化得到的８株真菌、６株细菌和３株放线菌相互接种构建的人工菌群不具备纤维素分解能力。筛选的纤维素分解菌群能够高效分解纤维素，同时对秸秆类木质纤维材料也具有较强的分解能力。

纤维素分解固氮菌强化农林业废弃物堆肥研究进展

农林业废弃物堆肥是解决露天生物质燃烧和农用化肥使用所造成的环境污染的一种非常有效的和可持续的新方法,腐熟堆肥不仅有助于以环保的方式改善土壤的理化特性,还可以促进植物的生长发育进而起到水土流失治理的效果。然而,传统的农林业废弃物堆肥过程缓慢,利用纤维素分解固氮菌进行堆肥处理已成为提高农林业废弃物堆肥效率和腐熟堆肥品质的一种有效方法。因此,文章探讨了接种纤维素分解固氮菌对富含木质纤维素类的农林业废弃物的堆肥效果,综述了纤维素分解固氮菌的研究进展,对堆肥过程中木质纤维素类农林业废弃物的预处理方法进行了评述,讨论了腐熟堆肥在农林业可持续发展中的应用前景,以期为高原地区农林业的高质量发展和水土流失治理提供基础的理论参考。

免耕及覆盖对土壤纤维素分解强度和纤维素分解菌的影响

在甘肃定西田间定位试验,采用埋片法和平板表面涂抹法测定土壤纤维素分解强度和纤维素分解菌数量,研究不同覆盖及耕作制度下对土壤纤维素分解强度和纤维素分解菌数量的影响。结果表明:轮作次序对土壤纤维素分解强度和纤维素分解菌数量均影响不大,免耕结合秸秆覆盖的纤维素分解菌数量比传统耕作提高39.7%-95.2%,免耕结合地膜覆盖比传统耕作高出11.9%-79.0%,而纤维素分解强度在个别土层虽然与其他处理有显著差异,但是处理之间效果不显著。纤维素分解菌主要集中在表层,随着土层的加深纤维素分解菌数逐渐减少,纤维素分解强度由于水热条件、气候等因素的限制,在0-5 cm表层土中最小,总体表现出纤维素分解菌多的土壤表层,纤维素分解强度最弱。

旱地全膜覆盖双垄沟播种植模式对土壤纤维素分解菌数量与纤维素酶活性的影响

研究了常规覆膜种植(M1)、全膜覆盖双垄沟播"一膜用二年"种植(M2)、全膜覆盖双垄沟播"一膜用一年"种植(M3)3种覆膜种植模式对土壤纤维素分解菌和纤维素酶活性的影响.结果表明,与M1相比,M2、M3土壤纤维素分解菌数量分别提高了22.96%、10.76%,纤维素酶活性分别提高了43.35%、21.14%;随深度的加深,土壤纤维素分解菌数量和纤维素分解酶活性均呈现降低的变化趋势.

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.

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。

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.

高效纤维素分解菌复合系的筛选构建及其对秸秆的分解特性

选以高温期的堆肥样品为材料,经过多代淘汰及不同系之间的组配,最终筛选构建了一组木质纤维素分解菌复合系,在分别以滤纸、脱脂棉、稻秸和锯末为碳源时,该复合系对天然纤维素含量高的滤纸和脱脂棉分解活性强,对纤维素含量较低、木质素含量相对高的锯末分解率最低。对稻秸的分解试验结果表明,该复合菌系在发酵初期对可溶性糖和淀粉的分解利用率远远高于对纤维素和半纤维素的分解,在整个发酵过程中,稻秸重量的变化与发酵液的pH变化有很大的一致性,发酵前5d内复合系对纤维素的分解活性最高。到发酵结束时,纤维素和半纤维素含量分别降低了7.39%和43.76%,而木质素在整个发酵过程中几乎不分解。

纤维素分解菌的筛选及鉴定

从自然界中筛选分离获得具有高效分解纤维素功能的一组混合菌株,经分离纯化得3个菌株D1、D2和D3,利用16SrDNA测序鉴定,这些菌株分别是克雷伯氏菌、假单胞菌和嗜麦芽窄食单胞菌,比较各单个菌株及其相互混合的羧甲基纤维素(CMC)酶相对活性、以及它们对滤纸和香蕉杆的分解效果,发现各单一菌株对纤维素类物质均有一定的降解效果,但混合菌群效果最好,其CMC酶相对活性为0.93cm/d,说明多种微生物的协同作用有助于纤维素类物质分解。

高效纤维素分解菌在蔬菜-花卉秸秆联合好氧堆肥中的应用

以滇池流域典型的蔬菜废物和花卉秸秆为堆肥原料 ,以本实验室筛选、保存的 17株纤维素降解菌和 1株购买的产黄纤维单胞菌 (CellulomonasFlavigena)为复合接种剂 ,对不同接种条件和控温条件下的联合堆肥中试进行了研究 .实验结果表明 ,在一次发酵的初始阶段 ,以体积分数 0 5 %的接种量向堆肥中接种纤维素降解复合菌剂可有效提高发酵过程堆料中纤维素降解菌的种群密度 ,并使其迅速成为优势菌群 ,尤其是当堆体处于控温 5 5℃的工况条件时 ,其菌群密度可保持在 3 84× 10 9～1 80× 10 10 CFU/ g ;在二次发酵的初始阶段 ,以体积分数 1%的接种量接种 ,可有效提高二次发酵阶段堆温的回升 .对堆料中木质素和纤维素含量以及堆肥终产物的粒径分布指标———过筛率的检测表明 ,接种的复合纤维素降解菌可有效地降解堆料中的木质纤维素 ,接种处理中纤维素的降解率比不接种处理高 2 3 6 4 % ,接种处理堆肥终产物的过筛率 (2 0cm)比不接种处理高 18 2 8% .研究表明 ,用纤维素降解复合菌剂进行二次接种二次发酵 ,能够有效地促进蔬菜 花卉秸秆联合好氧堆肥中物料的纤维素组分的降解 ,达到加快堆肥进程 。

纤维素分解菌对不同纤维素类物质的分解作用

经过CMC平板、滤纸液化和摇瓶培养试验 ,发现 6株菌中 ,产黄纤维单胞菌 (CellulomonasFlav igena)和康氏木霉 (Trichodermakonigii)分解纤维素类物质的能力比较强 ,对来源不同的纤维素类物质分解能力差异很大 ;真菌与细菌一起接种时 ,分解纤维素类物质的速度明显高于其中任何一个单一菌株 。

稻草秸秆纤维素分解菌的分离筛选

本研究基于获得高效木质纤维素分解菌的目的,以刚果红纤维素琼脂和滤纸条培养基为初筛培养基,从分离获得的124株真菌中筛选出透明圈与菌落直径比值较大、滤纸条分解能力较强的11个菌株。经液体发酵,测定其酶活力,复筛得到羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活均较高的4个菌株;并进行了不同碳源和不同pH对筛选菌株产酶能力的影响试验,发现不同菌株对不同纤维素物质的分解能力不一样,同一菌株对不同纤维素碳源的利用能力也不相同。

一株高纤维素酶活力纤维素分解菌的分离与鉴定

从腐烂朽木及附近土壤筛选分离到一株高纤维素酶活性的纤维素分解菌CDY-3,经初步鉴定其为芽孢杆菌属菌株。pH 5时,该菌羧甲基纤维素酶活性最高达14.59 IU,对滤纸有较强的降解能力。生理生化特性表明该菌最适生长条件为30℃,pH 7。

蔬菜-花卉秸秆混合堆肥性状表征及纤维素分解菌群选育研究

利用小型堆肥反应器 ,以蔬菜和花卉秸秆为堆肥生料 ,研究了蔬菜 花卉秸秆混合堆肥体系的动力学特征。结果表明 ,质量比为 2∶3的蔬菜和花卉秸秆在容积为 10 0L的反应器中 ,通气量为 0 3m3h-1的条件下能达到较理想的发酵状态。在秸秆堆肥体系中 ,以纤维素为惟一碳源筛选到一批具有较高纤维素降解能力的微生物菌 ,初步统计有 32种表现型 ,其中 7种为真菌 ,2 5种为细菌。通过微生物正交实验 ,得到 4组高效组合菌剂 (共 15种表现型 ) ,能在 3d内快速启动滤纸条降解。该研究为下一步花卉秸秆高效复合降解菌剂的研制 ,以及解决混合发酵过程中蔬菜和花卉秸秆发酵不同步问题提供前期基础。