麦洼牦牛粪便纤维素降解菌的筛选、鉴定及产酶条件优化

为从麦洼牦牛粪便中筛选出具有高纤维素降解能力的菌株,通过羧甲基纤维素钠(CMC-Na)培养基分离培养,再利用滤纸条崩解和刚果红平板透明圈试验进行初筛,将获得的菌株使用DNS法测定CMC酶活力进行复筛。根据菌体形态学观察及16S rRNA序列测定及序列同源性比较结合构建的系统发育树分析,确定该菌分类地位。结果表明,从麦洼牦牛粪便中筛选出1株酶活性为11.88 U/mL的纤维素酶产生菌株,经菌种初步鉴定该菌为溶杆菌属,命名为Lysobacter sp.MY16。以菌株MY16发酵产酶的最优培养基配方为:最适碳源蔗糖(50 g/L),最适氮源尿素(7 g/L)为基础,对其培养条件采用Plackett-Burman试验和最陡爬坡试验,结合Box-Benhnken试验响应面法分析,得出培养条件优化结果为温度41℃、接种量8.1%、时间21 h。在最适条件下,培养CMCase活性为36.12 U/mL,比优化前提高了2.04倍。综上可知,本研究筛选出了1株具有高CMC酶活性的菌株MY16,可为纤维素的生物高值转化提供优质的菌种资源。

不同来源纤维素降解菌的筛选、鉴定及产酶能力的比较

为了选育纤维素高效降解菌,提高纤维素降解效率。本研究从肉牛瘤胃液、肉牛粪便,蝗虫肠道末筛选纤维素降解能力较强的株系,对其进行生物学鉴定和酶活性比较。结果表明,从肉牛瘤胃液中筛选出纤维素降解株系L7,L8-1和L9,分别鉴定为高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)、暹罗芽孢杆菌(B.siamensis)和枯草芽孢杆菌(B.subtillus);从蝗虫肠道末中筛选得到株系H2-1和H3-1,分别鉴定为枯草芽孢杆菌(B.subtillus)和解蛋白芽孢杆菌(B.proteolyticus);从肉牛粪便中筛选得到株系F8-2被鉴定为高地芽孢杆菌(B.altitudinis)。其中降解能力最强的株系为L7,其全酶(FPA)、外切葡聚糖酶(C_(1)),内切葡聚糖酶(CMC)和β-葡萄糖苷酶(β-Gase)活性分别为4.28,1.89,5.57,2.30 U·mL^(-1)。菌落D/d平均值与FPA,CMC,C_(1),β-Gase的酶活性呈显著正相关(P<0.05)。本研究筛选得到株系L7具有较强的纤维素降解能力,为提高饲料转化率提供了更多可能。

低温地区纤维素降解菌的筛选鉴定与纤维素酶活力测定

【目的】筛选低温地区纤维素降解菌,为畜禽粪便无害化处理提供理论依据。【方法】通过适温性测定与刚果红染色法,对吉林低温地区冻土和牛粪中初步分离并筛选低温、纤维素降解菌;通过16S rDNA测序对菌株进行分子生物学鉴定;通过葡萄糖标准曲线的绘制测定纤维素酶的活性。【结果】在牛粪与冻土中通过适温性测定筛选出3株低温菌株(D-3、D-7和D-16),通过刚果红染色法与酶活性测定筛选出5株纤维素酶活性较高的菌株(X-1、X-5、X-9、X-11和X-18),均属于细菌,经过16S rDNA测序鉴定,将测序结果利用BLAST软件进行同源性比对,并建立基因系统发育树得知,3株低温细菌分别为弗雷德里克斯堡假单胞菌、醋酸钙不动杆菌和产黄假单胞菌,5株纤维素降解菌株分别为蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和沙福芽孢杆菌。【结论】吉林低温地区可培养纤维素降解菌的类群组成及纤维素降解能力。筛选出的5株活性较高的纤维素降解菌株(X-1、X-5、X-9、X-11和X-18)可作为有效降解纤维素的潜力菌株应用于粪污堆肥发酵剂的研制。

金针菇菌糠纤维素降解菌的分离、生物学特性及酶活性分析

[目的]分离筛选金针菇菌糠来源的纤维素降解菌,研究其生物学特性和所产纤维素降解酶活性,为菌糠资源的饲料化利用提供技术支撑。[方法]采用稀释涂布法接种金针菇菌糠样品,采用硝酸纤维素钠培养基进行纤维素降解菌的分离培养,利用刚果红培养基初步分析分离菌株的纤维素降解能力;通过16S rDNA测序分析和生物安全性预测挑选候选菌株,然后进行生理生化特性分析、不同温度下生长曲线测定以及纤维素降解酶活性动态分析。[结果]样品经硝酸纤维素钠培养基筛选培养后获得30个独立菌落,所有菌株在刚果红培养基上都能形成明显的透明圈,部分菌株具有较强的纤维素降解能力。16S rDNA测序分析显示,30株分离菌被鉴定为韩国假单胞杆菌、明斯特小陌生菌、深红沙雷菌等9个菌种;结合生物安全性预测及纤维素降解能力初筛结果,选取韩国假单胞菌(Pseudomonas koreensis,编号:JK-32)、明斯特小陌生菌(Advenella mimigardefordensis,编号:JK-52)、深红沙雷菌(Serratia rubidaea,编号:JK-56)、马葡萄球菌(Staphylococcus equorum,编号:JK-57)、腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophytics,编号:JK-62)、黏质沙雷菌(Serratia marcescens,编号:JK-66)作为候选菌株开展后续试验。生理生化特性分析结果显示,6株候选菌株接触酶活性试验均为阳性,甲基红试验和二乙酰试验均为阴性。JK-62株的生长受温度影响较小,细菌生长速率和最终细菌浓度在所有候选菌株中表现较好;JK-56株在温度较低(28~34℃)的培养条件下,生长速率和最终细菌浓度均低于其他候选菌株,而当培养温度上升到40℃时,其生长速率与其他菌株相近,并且最终细菌浓度较高。在培养第1~7天,JK-56株的内切葡聚糖酶活性在所有菌株中均最高;在培养第2、4、5天,JK-66株的内切葡聚糖酶活性显著(P<0.05)高于CK菌株。JK-66株的外切葡聚糖酶活性较高,在不同检测时间点均显著(P<0.05)高于CK菌株;在培养第2~4天,JK-56株的外切葡聚糖酶活性显著(P<0.05)高于CK菌株。JK-66株的β-葡萄糖苷酶活性在候选菌株中表现较好;在培养第3~7天,JK-56株的β-葡萄糖苷酶活性在候选菌株中仅次于JK-62株和JK-66株。在培养第2~5天,JK-56株的滤纸酶活性在候选菌株中最高,在培养第5天时显著(P<0.05)高于CK菌株,在此期间,JK-66株的滤纸酶活性也处于较高水平。[结论]深红沙雷菌JK-56株和黏质沙雷菌JK-66株纤维素降解酶活性整体水平较高,且内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶活性表现突出,可以与具有较强β-葡萄糖苷酶活性的菌种配合成复合菌系应用于金针菇菌糠饲料化开发利用。

纤维素降解菌的分离筛选及产酶条件优化

【目的】为获得秸秆降解的应用型菌株,自制秸秆腐熟菌剂。【方法】从林下土壤和堆肥样品中,采用羧甲基纤维素钠和刚果红培养基进行分离筛选,并对菌株纤维素酶活性、滤纸酶活性和木聚糖酶活性进行测定。【结果】获得1株羧甲基纤维素酶活力最高的菌株,经形态学和分子生物学鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。该菌株对滤纸有崩解效果,滤纸酶活性14.21 U·mL^(−1),木聚糖酶活性24.03 U·mL^(−1),玉米秸秆降解率为21.2%。【结论】菌株TB1滤纸崩解试验效果较好,纤维素酶活性、滤纸酶活性和木聚糖酶活性均较高,具有秸秆降解开发应用价值。

1株纤维素降解细菌的筛选及其对甘蔗叶的降解效果

【目的】筛选对甘蔗叶有降解效果的细菌菌株,为其在蔗叶还田中的应用及甘蔗叶田间高效生物腐解剂和纤维素酶制剂产品的研发提供参考。【方法】用以甘蔗叶粉为唯一碳源的培养基对田间腐解甘蔗叶样品中的降解菌进行富集,通过刚果红培养基初筛和羧甲基纤维素酶(CMCase)活性测定复筛纤维素降解菌,结合形态特征和16S rDNA序列分析,明确筛选菌株的系统分类地位;分析经菌株发酵处理后甘蔗叶的失重率,利用透射电镜和扫描电镜观察甘蔗叶超微组织结构变化,明确菌株对甘蔗叶的降解效果。【结果】经过初筛和复筛,获得1株高效产CMCase菌株XW005,其纤维素酶活力为80.51 U/mL,经16S rDNA序列及系统发育分析,将XW005菌株鉴定为Brucella intermedia细菌(NCBI登录号:MW538324.1)。电镜观察甘蔗叶显微结构,发现经菌株发酵处理的甘蔗叶表皮层开裂,维管束和质膜解体,受损的叶片呈疏松状态,平坦表面受到破坏,致密结构变得松散。甘蔗叶降解试验结果表明,发酵处理20 d后,菌株处理的甘蔗叶失重率达45.09%。【结论】菌株XW005是1株具有降解纤维素能力的细菌,在常温条件下可对甘蔗叶进行有效降解,具有潜在的开发价值和良好的应用前景。

富集纤维素降解菌群过程中微生物群落多样性分析

纤维素降解微生物资源的挖掘,是实现纤维素高值化利用的重要途径。为构建高效的可培养的纤维素降解体系,以羧甲基纤维素钠(CMCNa)为底物,通过长时间富集山羊瘤胃内溶物,经传代培养,初步构建了1个纤维素降解富集体系。在富集过程中选取前、中、后3个时期10个传代样品,采用高通量测序技术,剖析富集物中细菌、真菌群落结构和多样性的响应差异,揭示不同时期的微生物群落结构变化规律。前期传代样品的细菌丰富度、多样性及均匀度均优于后期传代样品。前期传代样品的真菌群落丰富度较差,但真菌群落的多样性及均匀性高于后期传代样品。分析10个样品中的细菌属水平,德沃斯氏菌属(Devosia sp.),纤维单胞菌属(Cellulomonas sp.)所占比例较高。真菌属水平曲霉属(Aspergillus sp.),古根霉属(Archaeorhizomyces sp.)所占比例较高。细菌,真菌属热图分析表明不同传代样品之间优势种群存在显著差异。以羧甲基纤维素钠为底物对山羊瘤胃内容物连续传代培养可以富集得到纤维素降解复合菌系。

一株纤维素降解菌株筛选及在低温好氧堆肥起爆应用

为解决北方寒区冬季低温环境下秸秆好氧堆肥起温困难问题,从腐烂秸秆及土壤中筛选可在5℃低温环境下正常生长,且具有木质纤维素降解能力的微生物菌株,为获得低温秸秆好氧堆肥起爆菌剂奠定基础。研究使用刚果红染色法初筛,利用羧甲基纤维素酶(CMC)活性及滤纸崩解试验复筛,再鉴定获得的菌株,最后利用堆肥试验验证其起爆效果。试验筛选到一株耐冷纤维素降解菌LYG-01,其CMC酶活性为1.77 U·mL^(-1),鉴定该菌为Lelliottia sp.。响应面分析结果表明,pH为6.8,培养温度为24.2℃,接种量达到3.12%时,为该菌株最适培养条件。堆肥中处理组在第72小时即达到高温阶段阈值(50℃),此时对照组温度仅升高至37.2℃,处理组高温阶段时间相比对照组延长33%。处理组温度峰值60.2℃,而对照组峰值为58.7℃。据此,可判断该菌可用于制备低温秸秆好氧堆肥起爆菌剂。

取食洋白蜡和旱柳光肩星天牛幼虫肠道中的细菌多样性差异及关键纤维素降解细菌筛选

【目的】从肠道细菌多样性角度探究光肩星天牛幼虫对传统抗性树种洋白蜡的适应性原因。【方法】基于16S rDNA高通量测序技术,分别对用洋白蜡、旱柳饲喂的光肩星天牛幼虫肠道细菌进行了分子鉴定及多样性分析;然后通过富集培养,从未经饲喂的幼虫中筛选出了31株纤维素降解细菌,以透明水解圈直径(D)/菌落直径(d)为标准初步测定了各菌株纤维素降解能力;对降解能力最强的4个菌株进行了滤纸复筛试验。【结果】使用洋白蜡饲喂后,厚壁菌门、芽孢杆菌纲、乳杆菌目、链球菌科、乳球菌属为优势类群;使用旱柳饲喂后,厚壁菌门、芽孢杆菌纲、乳杆菌目、肠球菌科、肠球菌属为优势类群;变形菌门、γ-变形菌纲、肠杆菌目、肠杆菌科、拉乌尔菌属在两者中都为优势类群。两者肠道细菌群落最显著的差异在于,取食洋白蜡幼虫链球菌科、乳球菌属相对丰度显著高于取食旱柳的幼虫,而肠球菌科、肠球菌属相对丰度显著低于取食旱柳的幼虫。直接取食洋白蜡枝干的幼虫肠道纤维素降解细菌种类丰富,隶属于4门、5纲、5目、7科、7属,15种;优势属包括微杆菌属、纤维单胞菌属、假单胞菌属;其中纤维素降解能力最强的4个菌株分别为2株假单胞菌和2株产黄纤维单胞菌;二者在滤纸复筛试验中显著地分解了滤纸,进一步验证了其良好的纤维素降解能力。【结论】在取食洋白蜡光肩星天牛幼虫肠道中,链球菌科、乳球菌属为优势类群,可能发挥重要功能但不直接降解纤维素;放线菌门下的微杆菌属、纤维单胞菌属和变形菌门下的假单胞菌属非优势类群但纤维素降解能力强,可能发挥降解纤维素的功能;上述菌群共存于光肩星天牛肠道,参与其适应洋白蜡的过程。

响应面法优化纤维素降解菌的培养条件和酶活力测定条件

试验旨在优化纤维素降解菌CE41的培养条件和纤维素酶酶促反应的条件,实现菌株的高产和纤维素酶的高效酶促反应。通过单因素试验和响应面法得出CE41的最佳培养条件为温度最适值38.67℃、pH值6.93、接种量6.14mL,此时酶活力最高,为27.556U/mL;酶促反应的最佳条件为反应温度58.19℃、pH值5.09、CMC-Na浓度1.42%,此时酶活力最高,为28.402U/mL。研究表明,试验结果可为后续研究奠定基础。

纳木错牦牛粪便中纤维素降解菌的鉴定及产酶特征

通过富集、纯化从西藏纳木错的牦牛粪便中筛选得到2株高效纤维素降解菌株,采用滤纸条崩解试验测定不同培养温度、培养时间和初始pH值条件下纤维素降解菌株的产酶特征,并初步分析了目标菌株的遗传地位.结果表明,菌株X1和X2具有显著降解纤维素优势,两菌株在培养温度9℃、培养时间6 d、初始pH值4的条件下,产出的纤维素降解酶具有较强的相对酶活性.系统发育分析显示,X1和X2可能为Cronobacter属菌株.

桑寄生种子高产木质纤维素降解酶内生真菌的筛选与鉴定

【目的】筛选、分离、鉴定桑寄生种子高产木质纤维素降解酶内生真菌,为获取降解能力较强的木质纤维素降解酶及实现桑寄生人工栽培提供技术支撑。【方法】以桑寄生种子为研究对象,采用常规组织分离法分离其内生真菌,以麦麸为木质纤维生物物质底物,采用ABTS法、藜芦醛法和苯酚红法及纤维素酶(CL)活性检测试剂盒分别测定其漆酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和纤维素降解酶活性,筛选降解木质纤维素能力较强的菌株,并根据形态特征和系统进化树分析确定其分类地位。【结果】从57株桑寄生种子内生真菌中筛选出4株高产木质纤维素降解酶菌株(15H3、2013、106和10y11)。其中,培养11 d时菌株15H3的木质素过氧化物酶活性和菌株2013的锰过氧化物酶活性达高峰,分别为7.14和11.69 U/mL;培养9 d时菌株106的漆酶活性、菌株2013的纤维素酶活性和菌株10y11的锰过氧化物酶活性最高,分别为57.98、0.32和8.56 U/mL。经形态学观察和分子生物学鉴定,15H3和2013分别为拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis arceuthobii)和垫壳孢属(Coniella pseudogranati)菌株,106和10y11为镰孢属(Fusarium incarnatum)菌株。【结论】从桑寄生种子中能筛选鉴定出高产木质纤维素降解酶内生真菌拟盘多毛孢属、垫壳孢属和镰孢属,可为桑寄生侵入寄主细胞壁降解机制研究提供理论依据,为桑寄生的繁育提供数据支持。

堆肥中纤维素降解菌的筛选及复配菌降解性能研究

为加快堆肥过程中秸秆纤维素的降解速率,本研究从玉米秸秆堆肥中分离纤维素分解菌,并通过测定羧甲基纤维素酶(CMCase)活力、滤纸条崩解能力及兼容性,筛选出优良菌株,进而构建复合菌系,并对降解性能进行评价。结果共获得29株纤维素分解菌,对其中的高效菌株进行配伍,构建了6组复合菌系。除复合菌系F外,其他复合菌系的滤纸酶活力均显著高于单一菌株(P<0.05),尤以复合菌系B(xw1、xw3、xw8)、D(xw16、xw21、xw31)的酶活力最高,分别为22.8、20.4 U·mL^(-1),比其中的最强单菌株xw3、xw21高出58.3%、68.6%,且所产酶具有耐高温(40~55℃)性。复合菌系B、D培养5 d可将滤纸条崩解为糊状,10 d内对秸秆的降解率达24.5%、21.9%,较单菌株xw8、xw31增加9.4和4.7个百分点。经16S rDNA分子鉴定,复合菌系B由微杆菌属(Microbacterium sp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.)组成,复合菌系D由芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillu sp.)组成。本研究结果进一步丰富了纤维素降解菌种资源,为农业废弃物处理特别是堆肥接种剂的开发提供了借鉴。

常温和低温纤维素降解菌的筛选及其酶活特性

[目的]筛选适宜在我国北方地区应用的常温和低温纤维素高效降解菌株。[方法]利用羧甲基纤维素钠培养基,从内蒙古地区采集的腐殖土、稻草、羊粪、驴粪样本中分离并初步筛选能够降解纤维素的细菌及真菌;分别采用16S rDNA和ITS基因序列分析技术确定细菌和真菌菌株的种属;通过纤维素刚果红水解圈试验、滤纸条降解试验对菌株进行进一步筛选。采用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)比色法测定菌株的纤维素酶活性。[结果]共分离获得44株纤维素降解菌,包括43株细菌和1株真菌,其中,27株为30℃条件下分离得到的常温纤维素降解菌,17株为18℃条件下分离得到的低温纤维素降解菌。在属水平上,芽孢杆菌属(Bacillus)为常温纤维素降解菌中第1优势菌属,假单胞杆菌属(Pseudomonas)为第2优势菌属;假单胞杆菌属为低温纤维素降解菌中第1优势菌属,不动杆菌属(Acinetobacter)和芽孢杆菌属为第2优势菌属。经纤维素刚果红水解圈试验、滤纸条降解试验进一步筛选出纤维素降解效果更好的35株菌,在此基础上通过DNS比色法筛选出3株羧甲基纤维素酶(carboxymethyl cellulose,CMCase)活性较高的菌株,分别为T-8-2(芽孢杆菌属)、LF-7(芽孢杆菌属)、LF-5(曲霉属),其CMCase活性分别为(169.24±2.18)、(136.79±2.05)、(116.01±0.52)U/mL,该3株菌的β-Gase、FPA、C_(1)活性也较高。[结论]研究揭示了内蒙古地区可培养纤维素降解菌的类群组成及纤维素降解能力。筛选出的3株CMCase、β-Gase、FPA、C_(1)活性较高的常温纤维素降解菌株可以作为有效降解纤维素的潜力菌株应用于粪污堆肥发酵剂的研制。

羊粪中纤维素降解菌的筛选、鉴定及评价

为发掘优良纤维素降解菌株,筛选羊粪堆肥发酵菌剂菌种资源,本研究以滤纸条为唯一碳源,从新鲜羊粪中分离出26株具有纤维素降解能力的菌株。通过测定其纤维素酶活力与秸秆降解率,筛选出7株优良纤维素降解菌株,并对7株菌进行16S rDNA序列比对,确定其分类学地位。利用线性拟合和多元回归解析菌株产酶活力与秸秆降解率之间的关系。结果表明,7株菌的全酶活性为1.03~2.83 U·mL^(-1)、外切酶为3.42~5.78 U·mL^(-1)、内切酶为1.24~3.25 U·mL^(-1)和β-葡萄糖苷酶为1.09~2.259 U·mL^(-1)。经鉴定分别为山原申氏菌(Shinella yambaruensis)、鸡眼草申氏菌(Shinella kummerowiae)、土地鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis terrae subsp)、植物内生成对杆菌(Dyadobacter endophyticus)、潮湿纤维单胞菌(Cellulomonas uda)、水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas suwonensis)等。测定菌株秸秆降解率发现均在15%以上,最高为菌株En1-1,达到28.53%。相关性分析表明,菌株产酶能力与秸秆降解能力呈现显著正相关,内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶是降解秸秆的关键因子。本研究筛选的菌株均具有较高的纤维素降解能力,可为羊粪堆肥发酵菌剂的制作储备优良菌株资源。

秸秆纤维素降解菌的分离筛选、复合菌系构建及产酶条件优化

该研究采用刚果红染色法和滤纸条崩解法从山西老陈醋源中分离筛选纤维素降解菌,通过形态观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定。以滤纸酶活性为筛选指标构建复合菌系,采用单因素试验及响应面试验对其产酶发酵条件进行优化,并评价其对不同秸秆的降解效果。结果表明,筛选出3株纤维素降解菌,编号为J1、J2和J3,分别被鉴定为灿烂类芽胞杆菌(Paenibacillus lautus)、千叶类芽胞杆菌(Paenibacillus chibensis)和窖泥类芽胞杆菌(Paenibacillus vini)。3株菌等比例复配得到最佳复合菌系D,其最优产酶发酵条件为初始pH 7.4,接种量9%,发酵温度40℃。在此优化条件下,滤纸酶活性达到35.10 U/mL,是优化前的1.6倍。复合菌系D对不同秸秆均具有较好的降解效果,且对小麦秸秆的降解率最高,达27.63%。

一株Olivibacter jilunii纤维素降解菌株的分离鉴定与降解能力分析

为了获得常温新型纤维素降解细菌,在园林堆肥中分离纯化得到一株具有纤维素降解能力的细菌菌株18B。通过刚果红染色实验和滤纸降解实验验证其纤维素降解能力。通过16S rRNA序列比对和全基因组比对确定其属于Olivibacter属,且与Olivibacter jilunii 14-2A^(T)最为接近,进一步生理生化特征比较分析发现,其与O.jilunii 14-2A^(T)在生长温度、氧化酶和糖酵解等方面存在差异。菌株18B在12-48℃范围内能生长,最适生长温度在30-37℃。O.jilunii 14-2A^(T)的生长温度在4-42℃;菌株18B的氧化酶检测为阳性,糖酵解为阴性,O.jilunii 14-2A^(T)则不具有氧化酶活性同时糖酵解为阳性。结合基因组共线性比对结果可知,菌株18B与O.jilunii 14-2A^(T)存在一定的进化关系。纤维素降解能力检测发现,在37℃,200 r/min培养至第5天时,菌株18B的纤维素酶活最高可达82.14_(-0.90)^(+0.99)U/L,同时在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源,仅添加无机氮源的培养条件下可维持酶活不退化。O.jilunii14-2A^(T)则不具有纤维素降解能力,也无法在羧甲基纤维素钠为唯一有机碳源的培养环境下存活。筛选全基因组测序结果可知菌株18B基因组上存在纤维素酶系基因。在大肠杆菌中异源表达筛选所得纤维素酶系基因,并检验表达产物的降解能力,结果表明筛选所得纤维素酶系基因确有酶活。综合以上结果,最终确定菌株18B属于具有纤维素酶活的O.jilunii新生理株。

一株蚕沙纤维素降解菌的鉴定及产酶优化和生物强化效果

为了提高蚕沙生物转化资源化处理效率,从蚕沙废弃物中筛选出1株高效纤维素降解菌株DC-15,优化产酶条件并评估其对蝇蛆生物转化蚕沙体系的强化作用,以期为蚕沙高效资源化处理提供优质菌株。采用羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose, CMC-Na)平板法和刚果红染色法进行筛选,通过形态学观察、生理生化试验和16S rRNA基因序列系统发育分析进行种属鉴定,利用DNS法(3,5-二硝基水杨酸法)测定菌株DC-15的纤维素酶活力,并优化其产纤维素酶条件。结果表明,获得的高效纤维素降解菌DC-15鉴定为特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis),该菌株最优生长及产酶碳源和氮源为羧甲基纤维素钠(CMC-Na)和蛋白胨;最适接种量、产酶温度和pH分别为2%、37℃和7。优化后菌株DC-15的纤维素内切酶(CMCase)、滤纸酶(FPase)、纤维素外切酶(CBH)最高酶活力分别可达11.66、11.62、10.01 U/mL;菌株DC-15回补蝇蛆生物转化蚕沙体系后(6 d),蚕沙纤维素降解率为71.2%,显著高于对照组的59.6%。获得的菌株DC-15能够高效降解蚕沙纤维素,其纤维素酶活力较高,对蝇蛆生物转化蚕沙降解纤维素体系有生物强化作用,制成的微生物菌剂具有应用于蚕沙无害化快速腐熟的潜力。

马盲肠纤维素降解厌氧菌的分离与鉴定

试验旨在从马盲肠中分离出能够降解纤维素的厌氧细菌并对其进行鉴定。试验以采集的新疆伊犁马盲肠内容物为样品,在厌氧条件下使用CMC-Na初筛培养基进行菌株分离纯化,刚果红染色筛选出能够降解纤维素的细菌,测定复筛后菌株的酶活力,并进行16S rDNA测序分析,构建系统发育树。结果显示,从马盲肠内容物中共筛选出12株具有纤维素降解能力的厌氧细菌,经16S测序鉴定分别为敏捷乳杆菌(Lactobacillus agilis)、海氏肠球菌(Enterococcus hirae)、雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri)、摩根氏菌(Morganella morganii)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis),其中敏捷乳杆菌(F2-A4)的纤维素酶活力最高为14.841 U/mL。研究表明,试验筛选出的厌氧菌株有望为饲料微生物添加剂的开发及应用提供候选菌的菌种资源。

1株耐高温纤维素降解菌发酵条件优化与秸秆降解应用

采用刚果红培养基和高温筛选的方法从小麦秸秆模拟堆肥中分离出1株耐高温枯草芽孢杆菌属的单菌株Bacillus subtilis 03,通过16S rDNA序列分析对该菌株进行分子生物学鉴定;采用单因素试验和正交试验法对菌株的发酵条件进行优化。通过对高温发酵过程中秸秆降解率和纤维素酶活性的测定,评估目标菌株在高温下对秸秆的降解性能。结果表明,分离所得的目标菌株Bacillus subtilis 03为枯草芽孢杆菌属(GenBank登录号:SUB12359776),此菌株可在60℃下降解纤维素;高温下该菌株最适产酶条件:培养时间12 h,羧甲基纤维素钠的浓度14 g/L,硫酸铵浓度1.4 g/L,接种量4%,pH值为7,发酵周期8 d,钾离子(K+)浓度为0.08μmol/L,钴离子(Co 2+)浓度为0.12μmol/L,镁离子(Mg 2+)浓度为0.12μmol/L,钙离子(Ca 2+)浓度为0.12μmol/L。另外,菌株Bacillus subtilis 03具有良好的耐碱性特征,碱性条件下仍可产生较高的纤维素酶活,所产纤维素酶的酶促反应活性和稳定性在pH值为10时仍能分别保留最适pH值(pH值为7)下的73.28%、68.14%。菌株优化固态发酵条件接种于秸秆堆肥36 d后,秸秆减量达到32.72%。在堆肥过程中菌株降解秸秆产生的腐殖酸使堆肥pH值产生了显著变化而且高温阶段菌株数量约为升温阶段末期的87.5%,pH值和菌株数量变化都显示了该菌株在高温下对秸秆的强降解能力。