土壤中纤维素降解真菌的筛选及其纤维素酶活性的研究

通过对小麦/玉米秸秆还田土壤样品进行富集培养,利用刚果红纤维素培养基筛选得到产纤维素酶的真菌XJ-25,并对该菌株进行形态学观察和18S-ITS-5.8S区序列系统发育分析,初步鉴定为格孢腔菌属（Phaeosphaeria）,定名为Phaeosphaeria sp.XJ-25。在研究液体发酵培养基中碳源、氮源、培养时间、起始pH、培养温度、接种量以及通气量对菌株XJ-25的羧甲基纤维素酶（CMC）的酶活及滤纸酶（FPA）的酶活影响的基础上,利用响应面法对发酵条件进行优化。结果显示,CMC酶活达到最大的条件为玉米秸秆粉1.34 g·L^-1（麸皮0.16 g·L^-1）、尿素10.06 g·L^-1、培养基初始pH 3.25、接种量4.13%,CMC酶活达到23.871 U·mL^-1。FPA酶活最大的发酵最佳条件为玉米秸秆粉1.34 g·L^-1（麸皮0.16 g·L^-1）、尿素10.12 g·L^-1、培养基初始pH 3.41、接种量4.22%,FPA酶活为8.653 U·mL^-1。粗酶液的最适反应温度为50℃,酶液的热稳定较差,当温度超过40℃,该酶活力显著下降。最适反应pH为5,在pH 4-6的范围内酶活性较稳定。

一株高效秸秆纤维素降解真菌的分离、鉴定及系统发育分析

通过刚果红染色法初筛,结合产酶活性测定复筛,从奶牛、山羊瘤胃内容物中分离到一株纤维素高效降解菌NL-3,克隆了该菌的18S rDNA序列,并以其同源性为基础构建了相关属种的系统发育树。结果表明,18S rDNA序列全长504 bp,Blast显示该菌株与青霉菌属同源;NL-3菌株在进化关系上也与青霉菌属(Penicillium)聚成一族。特别是与Penicillium decumbensstrain JU-A10的同源性最高,序列相似性达99%。结合菌株形态学及18S rDNA基因序列分析结果对菌株进行鉴定,初步鉴定为青霉属的斜卧青霉(Penicillium decumbens)。

无机盐对纤维素降解真菌产内切β-D-1,4-葡聚糖酶的影响

系统研究了不同种类无机盐对纤维素降解真菌产内切β-D-1,4-葡聚糖酶的影响,以正交设计的16个组合,包括4因素(四种无机盐)2水平(两种浓度)及其交互作用。选择酶活为指标,通过直观分析和方差分析,评价了各成分影响产酶的显著程度。结果表明,在试验考察范围内,K2HPO4·3H2O对产酶有极显著正影响,而FeSO4·7H2O则相反;得到的优化组合为每升液体培养基中含0.1gCaCl2、0.1gFeSO4·7H2O、0.5g K2HPO4·3H2O和0.5g MgSO4·7H2O,比未加无机盐培养基酶活提高111.916%;交互作用分析显示高浓度CaCl2、低浓度FeSO4·7H2O、高浓度K2HPO4·3H2O和高浓度MgSO4·7H2O可望实现葡聚糖酶生产的最大化。

纤维素降解真菌的分离鉴定及特性研究

经过实验分离到一株纤维素降解真菌CD-Q1,通过形态及分子生物学鉴定该真菌为匍匐根霉。该菌能够以滤纸、秸秆和脱酯棉为唯一碳源生长,8 d内可将26.5%的秸秆降解,可将7.5%的滤纸糖化。当以滤纸为唯一碳源时,pH=5条件下,滤纸失重及还原糖产生量最高,45 h内可将3%滤纸降解,生成0.845 mg/ml的还原糖(以葡萄糖计)。该纤维素降解真菌的分离为纤维素糖化及进一步利用提供了较好菌源,为纤维素降解性能的基因改良提供了理想的出发菌株。

纤维素降解真菌SJL-2产酶条件初探

为探索纤维素降解真菌SJL-2的最佳产酶条件,本试验通过不同碳源、氮源、pH和培养温度对菌株进行培养,采用刚果红染色法测定菌株在不同处理下的相对酶活,结果表明:外源添加碳源糊精可增强菌株SJL-2的产酶能力,外源添加葡萄糖、果糖和微晶纤维素会使菌株产酶能力下降;添加氮源氯化铵可提高菌株SJL-2的产酶能力,但添加硝酸铵、酵母膏和水解蛋白胨时,可降低菌株的产酶能力;该菌株的最佳产酶pH值为6.5,偏碱条件对该菌株产酶有利;菌株SJL-2在温度为30℃时产酶能力最强,低于20℃的培养温度不利于该菌株产酶。本试验的结果为进一步开发利用此菌株提供了理论依据。

纤维素降解真菌的筛选及其产酶活性的测定

本研究旨在筛选出1株纤维素降解真菌并探究其产酶活性,为西藏纤维素的降解提供菌种资源,也为下一步复合菌群的构建奠定基础。选用刚果红染色法进行初筛,采用滤纸崩解试验和酶活力测定试验完成复筛。结果表明,在8个供试菌株中,菌株LZ2007-1,其内切酶活力、外切酶活力、β-葡聚糖苷酶活力和滤纸酶活力峰值分别为54.14 U/mL、53.67 U/mL、30.37 U/mL和42.99 U/mL。结果说明,该菌株具有进一步应用于生产的价值,本试验为该菌株的深入开发利用提供了理论依据,也丰富了纤维素生物降解的菌种库。

不同因子对纤维素降解真菌分离效率的影响

研究土样处理方法、土壤基质类型、土样稀释倍数(10^(-1)、10^(-2)、10^(-3)、10^(-4))等因子对纤维素降解真菌分离率的影响,得到提高纤维素降解真菌分离率的最佳方案。以西藏林芝的腐殖质土、沙质土为实验材料,采用稀释分离法分离纤维素降解真菌,统计不同处理下纤维素降解真菌的分离率。研究发现,将土样阴干后并研细可提高纤维素降解真菌的分离率;腐殖质土及100倍土壤稀释液分离效果好;碳源为CMC-Na,氮源为混合氮源的分离培养基分离率最佳;菌株培养温度为25℃时纤维素降解真菌的分离率最高。本试验为高效分离纤维素降解真菌提供了理论依据。

一株纤维素降解真菌的筛选及鉴定

【目的】分离筛选高效降解纤维素的真菌菌株,并研究其产酶能力。【方法】利用刚果红染色法从甘蔗地土壤中分离纤维素降解真菌,再通过测定滤纸的降解率及发酵酶活复筛。【结果】综合考虑水解圈,水解圈和菌株直径的比值(HC值),滤纸的降解率和复筛酶活,对试验真菌降解纤维素的能力进行综合评价,筛选到具有较强纤维素降解能力的真菌菌株SJ1,经形态学观察及分子生物学鉴定,该菌属于草酸青霉。其滤纸酶活、内切葡聚糖酶酶活(CMC酶活)、β-葡聚糖苷酶酶活和外切葡聚糖酶酶活(CBH酶活)分别为25.15、740.42、58.03和2.442 U/mL。【结论】菌株SJ1是一株十分具有研究开发潜力的纤维素酶生产菌株。

亚成体大熊猫肠道纤维素降解真菌的分离与鉴定

为分离、鉴定亚成体大熊猫肠道中的纤维素降解真菌,并比较其降解纤维素能力的大小,采用PDA、SDA、GPA这3种培养基对8只亚成体大熊猫新鲜粪便进行真菌的分离培养,经纤维素刚果红培养基筛选,得到纤维素降解真菌,运用形态学和分子生物学的方法对其进行分类鉴定。结果显示,共分离到4株纤维素降解真菌,分别为白地霉、多分枝毛霉菌这2株霉菌和丝孢菌、白色念珠菌这2株酵母菌。根据纤维素水解圈与菌落直径比值、菌落直径大小,初步得出其降解纤维素能力的大小为白地霉>多分枝毛霉菌>白色念珠菌>丝孢菌。结果表明,亚成体大熊猫肠道内存在可降解纤维素的真菌,且2株霉菌的纤维素降解能力比2株酵母菌的强。

高效降解纤维素真菌的筛选与鉴定

采集校园内腐质土壤,利用刚果红羧甲基纤维素钠初筛培养基、干稻草粉产酶培养基,通过水解圈与菌落直径的比值、滤纸酶活筛选及微生物鉴定得到高效降解植物纤维素的霉菌。结果表明,在刚果红初筛培养基上筛选出一株高产纤维素酶霉菌,其产滤纸酶活达到247.48U/mL。通过菌落形态、镜下形态及转化感受态细胞DH5α,鉴定出此霉菌为枝状枝孢霉(Cladosporium cladosporioides),具有较高的降解天然纤维素的能力,是一株有研究开发潜力的纤维素酶生产菌株。

若尔盖高原湿地的真菌群落结构及低温纤维素降解真菌特征

以若尔盖高原湿地的泥炭沼泽土壤为样,在利用变性梯度凝胶电泳技术(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)分析该生境真菌群结构的基础上,进一步通过可培养手段进行高效低温纤维素降解菌株的筛选。DGGE结果表明:阿西茸乡土样中真菌群落结构最复杂,其次是达扎寺乡、黑河乡。基于DGGE图谱条带序列的系统发育分析表明:若尔盖高原湿地中的优势真菌分属于白布勒弹孢酵母(Bulleromyces albus),曲霉属(Aspergillus),子黑附球菌(Epicoccum nigrum),假裸囊菌属(Pseudogymnoascus)和深色有隔内生真菌(Zalerion)等类群。通过纯培养从该区域分离到低温纤维素降解真菌50余株,其中S1和S7两株菌酶活最高,分别是9.36 U m L-1和23.01 U m L-1。系统发育分析显示菌株S1为白囊耙齿菌(Irpex lacteus),S7为烟曲霉(Aspergillus fumigatus)。两株菌对水稻秸秆表现出明显的降解效果,50d内S7对半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别为46.57%,63.37%和30.74%;而S1对各组分降解率分别为30.02%,54.55%和22.95%。研究表明,若尔盖高原湿地泥炭沼泽土真菌群落结构复杂,具潜在应用价值。

云南高黎贡山土壤可培养降解纤维素真菌的多样性

云南高黎贡山是中国生物多样性保护具有全球意义的关键区域,研究该地区土壤中降解纤维素真菌（cellulose-decomposing fungi,CDF）多样性及分布状况对筛选高效CDF和相关功能基因研究具有重要意义。利用羧甲基纤维素（CMC）刚果红平板和PDA平板,分离培养了高黎贡山海拔960～2900m之间0～20cm深度的土壤样品的好氧CDF,通过液体发酵鉴定其纤维素酶活力,并对其rDNA内转录间隔区（ITS）序列进行分析,用Neighbor-Joining法构建系统进化树。结果发现中低海拔地区土壤CDF数量高于高海拔地区,且数量与样地海拔、土壤含水量、温度、有机质和全氮含量呈显著相关（P〈0.05）;CDF在样地内多样性与土壤有机质、全氮、含水量显著相关（P〈0.05）;植被类型和人为干扰对CDF的数量和分布都有一定影响。在10个样地中共筛选到35株具有较高降解纤维素类物质能力的真菌,其96h液体发酵测量CMC酶活力范围在79.6（菌株6）～228.9IU（菌株3）。这些株菌分属15个属,其中曲霉属（Aspergillus）、青霉属（Penicillium）、葡萄状穗霉属（Stachybotrys）、毛壳霉属（Chaetomium）的真菌共计20株,占总分离菌株数的57.1%,是高黎贡山土壤中CDF的优势菌群。

大兴安岭森林土壤中纤维素降解真菌的分离及产酶条件优化

为了获得高酶活性的常温纤维素酶产生菌,试验采用纯培养的方法以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为碳源在28℃下对内蒙古大兴安岭森林土壤中的纤维素降解真菌进行筛选,以细菌18S rDNA通用引物PCR扩增后进行序列同源性比对确定种属,以3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法)测定纤维素酶活性,并对酶活较高的菌株进行产酶条件优化。结果表明:共分离到2株酶活性较高的常温纤维素降解真菌W14和DAZJ3,菌株W14为草酸青霉(Penicillium oxalicum),菌株DAZJ3为Oidiodendron tenuissimum;2株菌的最佳产酶条件:初始pH值为6、以酵母膏为碳源、培养温度分别为35℃(菌株W14)和30℃(菌株DAZJ3)、培养时间为4 d,羧甲基纤维素(CMC)酶活性可分别达到103.89 U/mL和158.36 U/mL。说明菌株W14和DAZJ3是两株具有较强应用潜力的常温纤维素降解真菌。

纤维素降解菌的筛选、酶活及对稻草秸秆的降解研究

以滤纸条为唯一碳源培养基对富含纤维素的土样微生物进行富集培养,再用刚果红纤维素琼脂培养基筛选降解效果好的菌株,根据菌落形态及显微结构进行鉴定,并测定其发酵液的FPAase酶活和对稻草秸秆的降解情况。通过刚果红纤维素琼脂培养基筛选得到的最具纤维素分解能力的真菌经形态鉴定为冬克青霉(Penicillium donkii),该菌在含有羧甲基纤维素钠的液体培养基中28℃,180 r/min培养,在第8d酶活力达到最大为15.0 U/m L。接种菌株21d的稻草纤维素含量由接种前的30.30%减少至26.36%。青霉1-4为冬克青霉,对纤维素有一定的降解能力,可以加速对稻草秸秆中纤维素的降解。

一株纤维素降解菌分离鉴定及其活性初步测定

利用滤纸诱导法从富含腐木土壤中分离得到一株具有纤维素降解活性的真菌菌株,用三点接种法及插片法和CYA鉴别培养基对其进行形态学鉴定,并测定了其发酵滤液的CMC酶活和其对稻草的降解效果。经鉴定该菌为土曲霉原变种(Aspergillus terreus var.terreus);28℃,180 r/min条件下,发酵8 d时,发酵原液的CMC酶活为11.057 U/m L;接种该菌21d的稻草中的纤维素含量由接种前的30.20%分别减少至24.82%。结果表明土曲霉具有一定的纤维素降解能力。

分解纤维素的高温真菌筛选及其对烟杆的降解效果

为研制促进烟杆堆肥的微生物菌剂,进行了分解纤维素的高温真菌筛选.结果表明,从不同原料腐熟堆肥中筛选到4株降解纤维素的高温真菌,它们均能在以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)或烟杆粉末为唯一碳源的培养基上生长.菌株在2～5d内可长满CMC-Na-刚果红平板和烟杆粉末培养基.菌株摇瓶培养时2d可达到产酶高峰,酶活(CMCase)超过10U.菌株对烟杆的降解效果较好,7d内的降解率最高可达42.2%,对烟杆中的纤维素、半纤维素和木质素的分解率分别可达52.7%、47.9%和37.6%.

高效纤维素降解菌Flavodon sp.x10的酶学活性

为了筛选高效纤维素降解真菌,本研究利用采集的江苏省盐城东台杨树人工林土壤凋落物作为分离样品,通过在纤维素为碳源的选择培养基上进行培养、结合刚果红染色筛选出透明圈较大的纤维素降解菌株。通过对筛选的菌株酶活测定和比较,发现了一株高效纤维素降解真菌。根据菌株形态和ITS序列分析将其鉴定为黄囊孔菌Flavodon的一个种,命名为Flavodon sp.x10。该菌株菌丝呈白色,无孢子产生,能利用自然界中的大部分碳源,适应能力较强。纤维素相关酶活测定结果表明Flavodon sp.x10的滤纸酶活为0.1388 U/mL,内切型-β-葡聚糖酶活为0.3592 U/mL,微晶纤维素酶活为0.1358 U/mL,β-葡萄糖苷酶活为0.1221 U/mL。在基础培养基中加入20.0 g/L葡萄糖,5.0 g/L蛋白胨,0.01 g/L维生素B1,1.0 g/L磷酸二氢钾,0.5 g/L七水硫酸镁,0.2 g/L碳酸钙,0.3 g/L七水硫酸锌,能够较大提高菌株产酶能力。根据酶活数据分析,纤维素降解过程中微晶纤维素酶起主导作用,β-葡萄糖苷酶起次要作用,内切型-β-葡聚糖酶对于纤维素降解作用最低。Flavodon sp.x10可作为潜在的开发菌种用于纤维素生物降解的研究。

纤维素降解菌烟曲霉HZ1的基因组测序及生物信息学分析

【目的】烟曲霉Aspergillus fumigatus作为一类具有纤维素降解能力的真菌,对其基因组的研究,将有利于从A.fumigatus中挖掘和开发利用与纤维素降解相关的酶资源。【方法】利用CMC选择培养基和刚果红染色法从长足大竹象肠道中分离和筛选出纤维素降解菌A.fumigatus HZ1,同时采用Illumina PE150平台进行基因组测序,随后进行了相关的生物信息学分析,此外还利用了DNS法测定了其纤维素酶活。【结果】纤维素降解菌A.fumigatus HZ1基因组大小为27.45 Mb,GC含量为49.43%;通过NR、KOG、GO、Swissprot、eggNOG、KEGG和Pfam数据库注释结果表明基因组包含9473个基因;同时碳水化合物活性酶(CAZyme)注释结果表明基因组含有534个CAZyme基因,并与其他4种A.fumigatus基因组CAZyme分布无显著差异;本研究还鉴定出多种与木质纤维素降解相关的纤维素酶基因、半纤维素酶基因和木质素酶基因;此外纤维素酶活结果表明,在CMC培养基中其酶活呈上升趋势且具有较高活性。【结论】本研究首次对A.fumigatus HZ1基因组进行了测序和分析,探讨了其纤维素降解的遗传基础,并通过酶活验证了其纤维素降解潜力,为该菌的实际应用提供了理论基础。

纤维素降解复合菌系的产酶条件优化

为研究可降解秸秆纤维素的菌株及复合菌系的最佳产酶条件,以两株优势真菌CW3-1和CW5-1为对象,采用相对酶活法探究最佳产酶条件,并在此基础上利用4因子3水平正交试验法优化复合菌系的产酶条件。研究发现,供试菌株的最适碳源为蔗糖,最适氮源为NH_(4)Cl,最适温度为20℃,加入Fe^(2+)可有效提高其产酶效率;复合菌系产酶组合的最优条件:温度20℃,碳源(蔗糖)添加量占比为1.5%,氮源(NH_(4)Cl)添加量占比为0.5%,Fe^(2+)添加量占比为1.0‰。

一株低温玉米秸秆降解真菌的筛选、鉴定及降解特性

【背景】在我国北方地区玉米秸秆还田时期地温低、秸秆降解慢,如何加速玉米秸秆低温腐解成为研究热点。【目的】从冷凉地区土壤中筛选具有高效降解纤维素能力的低温菌株,为秸秆的有效利用奠定基础。【方法】在低温培养条件下,采用稀释涂布平板法、羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose,CMC-Na)水解圈测定法、胞外酶活测定法、秸秆失重法进行低温秸秆降解菌株的初筛、复筛和秸秆降解性能的测定;根据菌株形态学特征及ITSrDNA序列分析对筛选菌株进行鉴定;利用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)法和秸秆失重法对菌株在不同接种量、培养基初始pH、温度情况下的纤维素酶活力和玉米秸秆降解能力进行研究。【结果】以16°C为筛选温度,获得一株在刚果红-羧甲基纤维素钠平板上D/d值为2.17、CMC酶活力为703 U/mL的高产纤维素酶低温真菌SDF-25;该菌株在4°C可以生长,10-16°C为最适生长温度,37°C条件下仍能生长;综合菌株的形态学和分子生物学测定结果,菌株SDF-25为草酸青霉菌(Penicillium oxalicum);该菌株最佳产纤维素酶的培养条件为接种量2%、初始pH为7.0、培养温度为10°C,在该培养条件下菌株SDF-25的CMC酶活为993.3 U/mL。失重法测定接种SDF-25于10°C培养15 d时秸秆降解率为39.5%,16°C时为44.9%。【结论】草酸青霉菌SDF-25可在低温条件下生长并具有较强的纤维素酶生产能力,在秸秆还田方面具有良好的应用前景。