纤维素降解菌的筛选与高效混合菌群的构建

【目的】从土壤中筛选纤维素降解菌,对其进行组合培养获得可高效降解纤维素的混合菌群,为微生物混合培养降解纤维素提供理论基础。【方法】采用刚果红纤维素琼脂平板培养基从土样中初步筛选纤维素降解菌,再以内切酶(CMC)、纤维素全酶(FPA)、外切酶(C1)和β-葡萄糖苷酶(β-Gase)4种酶活性为指标进行复筛,对复筛获得的高效菌株进行组合培养,筛选高效组合菌群。对复筛后的菌株通过菌落和菌体形态进行初步鉴定。【结果】筛选获得了y3、yi-71、ye-9、er-72和se-93等5株活性较高的纤维素降解菌,对其进行组合培养,得到1个较好组合ye-9/er-72/se-93,其CMC、FPA、C1和β-Gase 4种酶活性分别为3.18,1.67,1.08和1.12U/mL,均比单菌株有一定程度提高。初步鉴定ye-9、er-72、se-93均为放线菌。【结论】组合菌群对纤维素的降解效果优于单一菌株。

一株高效纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化

为获得高效纤维素降解菌株,以CMC-Na为唯一碳源进行筛选,从土壤及腐烂秸秆中分离到26株纤维素降解菌。分别测定其滤纸崩解、CMC-刚果红水解圈、CMCase(羧甲基纤维素酶)和FPase(滤纸片酶)活性等指标,从中筛选出产纤维素酶能力最强的JSD-1放线菌。通过测定不同条件下JSD-1放线菌产纤维素酶的活性,得到其最佳产酶条件。结果表明,当温度为35℃、发酵液初始pH为6.5、接种量为8%及转速为180r/min时,CMCase和FPase分别在发酵第5天和第4天有最大的产酶活性,为59.19和31.68U/mL。

高温纤维素降解菌群PN-8对小麦秸秆的降解能力及影响因素研究

为了明确高温纤维素降解菌群PN-8的性质及关键影响因素,分析了不同化学前处理(0.5%、1.5%、10.0%的氢氧化钠,3.0%、12.0%、18.0%的盐酸,2.0%、20.0%的乙酸)及培养基中初始接种量、葡萄糖含量、pH值对PN-8降解小麦秸秆的影响,通过气质联机检测、纤维素酶活性测定及扫描电子显微镜观察等分析了PN-8降解小麦秸秆过程主要产物、不同纤维素酶活性及小麦秸秆降解特点。结果表明,小麦秸秆前处理影响PN-8的降解能力,碱(氢氧化钠)处理可以降低木质素含量从而提高PN-8的降解率,而酸(盐酸、乙酸)处理会提高木质素含量从而降低PN-8的降解率。其中,小麦秸秆经过1.5%、10.0%的氢氧化钠处理后降解率分别为71.61%、87.33%,显著高于未经化学前处理的44.33%。当初始PN-8的接种量在5.0%以下时,滤纸条分解速度和接种量呈正相关,接种量高于5.0%后其对小麦秸秆的降解率差异不显著;初始葡萄糖含量高于0.1%,或者初始pH值超出5~9时,PN-8失去对小麦秸秆的分解能力。PN-8发酵过程中甘油的质量浓度最高,发酵第1天质量浓度最高可达0.28 g/L,其次为乙酸和乙醇;PN-8降解小麦秸秆过程中羧甲基纤维素酶活性和滤纸酶活性均呈现先上升后下降的变化规律;电镜扫描结果显示,PN-8可以破坏小麦秸秆结构,分解木质纤维素。

堆肥过程中纤维素降解菌的分离与鉴定

为了解决好氧堆肥中秸秆降解缓慢的问题,从玉米秸秆堆肥中筛选高效降解纤维素的菌株。采用平板稀释法并结合刚果红染色法对玉米秸秆堆肥中的纤维素降解菌进行初筛,通过滤纸条崩解实验进行复筛,筛得滤纸崩解能力较高的 2 株放线菌 C31 和 C37,经鉴定分别为放线菌(Streptomyces drozdowiczii)和黄麻链霉菌(Streptomyces corchorusii);1 株细菌 GD16,经鉴定为类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli)。对 3 株菌株进行了酶活的定量测量,其中菌株 C31 具有的纤维素酶活性和滤纸酶活性最高,分别为 4.8 U/mL、3 U/mL,菌株 GD16 具有的木聚糖酶活性最高可达到 23 U/mL。结果显示菌株 C31、C37 和 GD16 均具有纤维素酶活性、滤纸酶活性和木聚糖酶活性。