东北地区秸秆纤维素降解菌的筛选及高效降解菌系的构建

【摘要】：秸秆是农业生产中产生的一种重要的生物质资源,相比煤和石油等矿质资源,是具有可再生性的能源。秸秆资源能否有效利用直接影响到现代农业的可持续发展和环境保护等重大民生问题。当前,大量的秸秆资源被废弃或者焚烧处理,在带来环境问题的同时又导致了资源的白白浪费。通过微生物的作用能够高效的促进秸秆的快速降解,对于加快秸秆还田的推广意义重大,也是目前合理、有效利用秸秆资源行之有效的方法。通过能够高效降解秸秆纤维素类和木质素类物质的微生物的作用,可以有效推动秸秆的快速降解。微生物降解秸秆的产物,可作为土壤腐殖质芳香环形成的重要来源,对于促进土壤腐殖质的形成有积极作用。微生物降解纤维素产生的有机酸,还可作为土壤中固氮菌的碳源,这在一定程度上不仅消除了有机酸对纤维素分解菌代谢的抑制作用,还能够为纤维素降解菌生长发育提供所需的氮源。基于土壤中各微生物种群间形成的这一循环模式,不仅有效解决了秸秆快速腐解的问题,还有利于提高土壤中微生物的活性,对于提高农业生产的效率意义重大。本研究以获得高效纤维素降解菌系,开发出能够用于农业生产的秸秆腐熟剂,为秸秆还田提供技术支持为宗旨,主要开展了高效降解菌株的分离、筛选,高效降解菌系的构建,高效降解菌系培养条件优化,高效降解菌系对玉米秸秆降解的效果等研究。得出了以下主要结论:1.通过在CMC-Na培养基上进行菌株的分离和刚果红染色进行初筛,获得有纤维素降解能力的菌株25株。刚果红染色后能够在有纤维素降解能力的菌株周围产生透明水圈,将透明圈直径与菌落直径的比值和菌株降解纤维素过程CMC和FPA酶活的大小作为复筛的依据,获得了3株纤维素降解能力比较高的菌株:C9、F93和D72,经过初步鉴定菌株C9和F93属于木霉属,菌株D72属于青霉素。2.将筛选过程中获得的3株产纤维素酶活较高的菌株进行组合培养,测定各组合菌系的CMC和FPA酶活,相对单菌株而言,组合菌系的纤维素酶活性大大提高,获得了一组能够高效降解纤维素的菌株组合ZH4,其CMC和FPA酶活分别达到了3.18 U/mL和1.67 U/mL。3.为了能够更好的利用本研究中构建的纤维素高效降解菌系,发挥其高效降解秸秆的作用,本研究对高效降解菌系的培养条件进行了详细的优化研究。通过对培养时间、培养温度、培养基初始pH值和氮源等对菌系产酶活性的影响的研究,确定了高效降解菌系高效产酶的最适宜条件,该菌系ZH4产酶的高峰期是培养第4d,最适宜产酶的培养温度是35℃、最适宜产酶的培养基pH值是6.5、最适宜菌系产酶的培养基氮源为蛋白胨和尿素。4.为了探究实验中所构建的纤维素高效降解菌系在实际生产中的应用效果,本研究对构建的高效纤维素降解菌系对玉米秸秆降解效果进行了研究。将构建的高效纤维素降解菌系在其最适产酶条件下进行玉米秸秆发酵,对菌系降解玉米秸秆前后的失重率进行测定,实验结果显示实验所构建的高效降解菌系对玉米秸秆的降解效果良好,降解秸秆的失重率达到34.52%,与单一菌株降解相比失重率提高了21.3%-59.6%。鉴于该菌系于常温条件下筛选所得,因此对于推广至生产实践有重要的现实意义。 【关键词】：秸秆 纤维素降解菌 筛选 培养条件 高效菌系构建
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S141.4;S182
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 选题背景、目的及意义8-11
• 1.2 研究进展及存在的问题11-16
• 1.3 主要研究内容与技术路线16-18
• 2 材料与方法18-23
• 2.1 试验材料18-19
• 2.2 试验方法19-23
• 3 结果与分析23-35
• 3.1 纤维素降解菌的筛选23-28
• 3.2 纤维素降解菌系的构建28-29
• 3.3 高效降解菌系的培养条件研究29-33
• 3.4 高效降解菌系降解秸秆效果研究33-35
• 4 讨论35-37
• 5 结论与展望37-39
• 5.1 结论37
• 5.2 展望37-39
• 参考文献39-43
• 作者简介43-44
• 致谢44

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

秸秆还田对土壤理化性状及小麦生长的影响    王德科;吴红燕;黄剑;周长民;赵文杰;刘春生;

植物内生真菌强化还田秸杆降解的研究    史央,戴传超,吴耀春,袁志林

玉米秸秆对土壤微生物性质的影响    崔俊涛,窦森,张伟,刘亚东

纤维分解菌群对水稻秸秆田间腐熟效果的研究    赵明文,史玉英,李玉祥,娄无忌

秸秆纤维素高效降解菌株的筛选及对秸秆降解效果初步研究    殷中伟

几种农药对双季稻区厌氧纤维分解菌活力的影响    刘金胜;廖晓兰;黄璜;

不同秸秆腐熟剂应用效果对比研究    梁雄;

生物降解木质素研究新进展    张辉;戴传超;朱奇;杨启银;

植物残体在不同利用方式红壤中的腐解及对红壤微生物区系的影响    田林双;戴传超;史央;王兴祥;赵庆新;

植物内生真菌的应用研究概况    唐雪辉,毛凯,干友民,刘琳

秸秆常温快速腐熟生物技术的研究    姜佰文,潘俊波,王春宏,崔正忠

秸秆常温快速腐熟生物菌剂的筛选    姜佰文;王春宏;李建林;吴立全;崔正忠;

三种秸秆腐熟菌剂在稻田上的比较试验    谢柱存;何伟松;

秸秆还田对土壤理化性状及小麦生长的影响    王德科;吴红燕;黄剑;周长民;赵文杰;刘春生;

水稻秸秆降解研究进展    蔡艳玲;何美丹;

内生菌拟茎点霉B3促进大田水稻增产的研究    戴传超;袁志林;杨启银;史青山;李霞;

油脂植物内生真菌的分离筛选及其利用秸秆发酵微生物油脂的新途径    彭小伟;马萱;陈洪章;

桑树内生真菌Macrophomina phaseolina MOD-1生产油脂及降解纤维素性能研究    高绘菊;窦学娥;杨悦;牟志美;

玉米秸秆还田对冬小麦土传病害影响的研究    甄文超;

不同地力水平土壤腐殖质组成研究    陈丽珍;窦森;黄毅;马丽娜;董丽娟;周鑫;

蚯蚓及蚓粪对植物修复Cu、Zn污染土壤的影响    王丹丹

卫矛科植物内生菌的分离及其农药生物活性研究    杨春平

环境污染控制过程高灵敏生物传感技术研究及其检测体系构建    汤琳

辽宁药用植物土壤微生物多样性及生防菌株研究    潘争艳

高等培菌白蚁高效利用木质纤维素的机理研究    龙雁华

蚯蚓活动对农田土壤生物种群数量和群落结构的影响    陶军

作物秸秆的微生物降解研究    刘保平

东北地区秸秆降解工程菌的选育及速腐菌剂的研制    张建峰

模块沙障的构建及其防护效益研究    袁立敏

用于提高稻草厌氧消化性能的固态氢氧化钠化学预处理方法与机理研究    何艳峰

作物秸秆对日光温室连作土壤特性及黄瓜生育的影响研究    亓延凤

不同耕作方式对春小麦产量及生理特性和土壤理化性质的影响    刘建喜

不同复合基质与营养液对番茄、辣椒穴盘幼苗生长发育的影响    申明哲

玉米千秆还田对小麦根部病害的化感作用研究    张承胤

农田栽参改土培肥作用机理及对人参生长发育的影响    任一猛

关中麦玉轮作区施氮对秸秆还田小麦产量和秸秆养分释放的影响    张亮

秸秆喷施快速腐熟剂后还田对玉米生长及产量的影响    冷麟良

农田老参地土壤生态改良技术研究    张蕾

玉米秸秆还田对土壤理化性状与小麦根系发育和功能的影响    蒋向

腐熟玉米秸秆对黄瓜根区土壤环境及品质和产量的影响    杨显贺

玉米和苜蓿青贮发酵体系中菌群多样性的PCR-DGGE分析    韩吉雨;杨凯;侯先志;郭天龙;赵子夫;

DNA提取方法对活性污泥微生物多样性PCR-DGGE检测的影响    李鹏;毕学军;汝少国;

高效稳定纤维素分解混合菌群的筛选及分解特性研究    孙宝魁;王东伟;

肉牛不同育肥阶段营养调控技术研究进展    刘立成,苗树君,密士恒

秸秆/聚氯乙烯复合材料的初步研究    杨鸣波,李忠明,冯建民,张雁

晚播小麦优质高产施肥数学模型研究    李若楠;张彦才;王丽英;陈丽莉;李科江;郑春莲;

产胞外耐高温纤维素酶细菌的获得和酶的纯化及性质研究    贺芸;

高效木质纤维素分解菌复合系的发酵特性    刘震东;李文哲;刘爽;郑国香;

纤维素酶活力测定方法评述    刘洁,李宪臻,高培基

农作物秸秆综合利用的进展    刘丽香;吴承祯;洪伟;李键;蔡冰玲;林淑伟;

作物秸秆生态化综合利用研究    郭其玖

秸秆纤维素高效降解真菌的筛选、鉴定及其纤维素酶基因克隆    刘娣

一株多菌灵高效降解菌的分离鉴定及特性    林秀;侯振安;赵思峰;谢磊;李会杰;李谟志;

1株苯并[a]芘高效降解菌的分离鉴定    弓玉红;郝林;郭凯凯;

聚乙烯醇高效降解菌的筛选及降解性能的研究    吴强;张亮;刘红琼;

养殖水体有机污物蛋白质高效降解菌的筛选和分离    牛四坤;李榆梅;

利用电导率仪法检测泰乐菌素高效降解菌的生长量    谢丽;孙瑞珠;马玉龙;李俊莲;

除草剂咪唑烟酸高效降解菌的筛选及其降解性能的研究    王学东,欧晓明,王慧利,樊德方

莠去津高效降解菌的筛选及鉴定    刘宏生;姜薇;宋雅娜;朱俊丰;贾菲;

一株菲高效降解菌的环境适应性研究    陶雪琴;孙观秋;欧永聪;卢桂宁;周康群;

废弃蓖麻基润滑油高效降解菌的分离与鉴定    刘亚琼;王昌禄;李风娟;叶峰;

一株有机磷农药高效降解菌的筛选及酶学性质研究    王继雯;甄静;刘莹莹;李冠杰;慕琦;贾彬;谢宝恩;周伏忠;陈国参;

克百威高效降解菌的筛选和其特性研究    乔润香;何玥;卢晶;胡琼波;胡美英;

菲高效降解菌的筛选、鉴定及其降解性能的研究    陶雪琴;卢桂宁;党志;易筱筠;

二噁烷高效降解菌的分离鉴定及降解途径的研究    金小君;陈东之;陈建孟;

4-氯酚高效降解菌的筛选及其降解性能的研究    金鑫;刘苏静;周世伟;夏传海;

菲高效降解菌的筛选与降解特性的初步研究    陶雪琴;卢桂宁;党志;

莠去津高效降解菌HB-6的降解特性研究    王金花;朱鲁生;王军;谢慧;

硫丹高效降解菌JBW4的筛选和降解特性研究    苏坤昌;朱鲁生;谢慧;蒋金会;

不同载体固定高效降解菌去除水体中石油的研究    何丽媛;郭楚玲;党志;

草酸盐高效降解菌的筛选及其酶学性质研究    金朝霞

毒死蜱高效降解菌的分离和基因工程菌的构建    王道胜

一株辛基酚聚氧乙烯醚高效降解菌的筛选、鉴定及其降解研究    关向杰

聚乙烯醇高效降解菌的筛选及降解性能的研究    吴强

十溴联苯醚高效降解菌的筛选、降解性能与机理    赵宇

高效降解菌对人工湿地处理支浜水影响研究    姜怡

双酚A高效降解菌的筛选及其降解机理的初步研究    贾凌志

含氮杂环化合物高效降解菌的筛选及在生物修复中的应用研究    房苗苗

蒽高效降解菌的选育及其增强型绿色荧光蛋白标记    王海

菲高效降解菌的分离、鉴定及其在菲污染土壤修复中的应用研究    钟磊

纤维素高效降解菌的分离鉴定及固态发酵条件研究    李亚澜

聚乙烯醇复合载体的制备及其固定化高效降解菌的研究    李婷