降解秸秆微生物菌种的筛选及高效菌群的构建

【摘要】：为了获得高效降解纤维素的混合菌群，以解决秸秆类固废污染和秸秆资源有效利用的问题，本试验进行了纤维素降解菌的筛选及其降解效果研究。 高效纤维素降解菌群的筛选：采用刚果红纤维素琼脂平板培养基，从土壤样品中初步筛选纤维素降解菌，对降解作用较好的菌株，再以内切酶（CMC）、纤维素全酶（FPA）、外切酶（C_1）和β-葡萄糖苷酶（β-Gase）4种酶活性指标进行复筛。对复筛获得的高效菌株进行混合培养，分别测定比较组合菌群的CMC、FPA、C_1和β-Gase 4种酶活性，筛选出高效纤维素降解菌群。 产酶影响因素研究：将构建菌群ye-9/er-72/se-93接种于液体产酶培养基中，连续培养7 d，测定不同时间、温度、pH、碳源和氮源条件下其酶活性。 菌群的纤维素降解能力测定：采用失重法和扫描电镜分析对菌群降解玉米秸秆的能力进行试验研究。 菌种鉴定：对ye-9，er-72和se-93 3株菌进行形态鉴定以及分子鉴定。 通过上述实验得到以下结果： 高效纤维素降解菌群的筛选：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5株纤维素降解菌进行组合培养，得到1个最好组合ye-9/er-72/se-93，其CMC、FPA、C_1和β-Gase 4种酶活分别为3.18，1.67，1.08和1.12U/mL，均比单菌株时有一定程度提高。 产酶影响因素研究：结果显示，该菌群最适产酶时间是第4 d，最适产酶温度是40℃，最适产酶pH值是7.5，最适产酶碳源为玉米秸秆，最适产酶氮源为NaNO_3。 高效降解菌群的纤维素降解能力测定：到第8 d培养结束时纤维素降低了24.07%，半纤维素降低了28.31%，木质素降低了18.39%。通过比较电镜扫描图片可以看出菌群ye-9/er-72/se-93对玉米秸秆的降解能力强于单菌株。 菌种鉴定：ye-9为链霉菌属的鲤链霉菌（Streptomyces carpaticus），er-72为灰略红链霉菌（Streptomyces griseorubens），se-93为娄彻氏链霉菌（Streptomyces rochei）。 混合菌群纤维素降解效果高于单一菌株，本试验为微生物混合培养降解纤维素提供理论基础。 【关键词】：纤维素 放线菌 混合菌群 纤维素酶活性 鉴定
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X712;X172
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 秸秆的性质10-11
• 1.1.1 秸秆的结构特点10-11
• 1.1.2 秸秆纤维素的结构特点11
• 1.2 秸秆资源的开发利用11-14
• 1.2.1 秸秆还田技术11-12
• 1.2.2 生产饲料12
• 1.2.3 生产绿色建材12-13
• 1.2.4 生物质燃料13-14
• 1.3 微生物降解纤维素的机理14-15
• 1.3.1 纤维素酶的多酶体系14-15
• 1.3.2 纤维素酶解机制15
• 1.4 纤维素降解菌的类型15-17
• 1.4.1 降解纤维素细菌类型15-16
• 1.4.2 降解纤维素真菌类型16
• 1.4.3 降解纤维素放线菌类型16-17
• 1.5 纤维素降解菌的研究进展17-18
• 1.5.1 产纤维素酶菌株的筛选17
• 1.5.2 纤维素降解菌群的研究进展17-18
• 1.5.3 纤维素降解菌群研究存在的问题与发展趋势18
• 1.6 研究的目的和意义18-19
• 1.7 研究内容和技术路线19-20
• 1.7.1 研究内容19
• 1.7.2 技术路线19-20
• 第二章 秸秆纤维素降解菌的筛选与菌群构建20-33
• 2.1 试验材料20-21
• 2.1.1 样品20
• 2.1.2 培养基20-21
• 2.1.3 试验试剂21
• 2.1.4 试验仪器21
• 2.2 试验方法21-23
• 2.2.1 富集21-22
• 2.2.2 纤维素降解菌的初筛22
• 2.2.3 纤维素降解菌的复筛22-23
• 2.2.4 构建菌群对纤维素的降解作用23
• 2.3 结果与分析23-32
• 2.3.1 纤维素降解菌的初筛23-25
• 2.3.2 纤维素降解菌的复筛25-28
• 2.3.3 构建菌群纤维素酶活性的比较28-32
• 2.4 小结32-33
• 第三章 秸秆纤维素降解菌群的产酶影响因素研究33-42
• 3.1 试验材料33
• 3.1.1 试验菌群33
• 3.1.2 培养基33
• 3.1.3 试验溶液33
• 3.1.4 试验仪器33
• 3.2 试验方法33-35
• 3.2.1 纤维素酶活力的测定33-34
• 3.2.2 葡萄糖标准曲线的测定34
• 3.2.3 培养时间对菌群酶活力的影响34
• 3.2.4 温度对菌群酶活力的影响34
• 3.2.5 培养液 pH 值对菌群酶活力的影响34
• 3.2.6 碳源对菌群酶活力的影响34
• 3.2.7 氮源对菌群酶活力的影响34-35
• 3.3 结果与分析35-40
• 3.3.1 葡萄糖标准曲线的测定35
• 3.3.2 培养时间对菌群酶活力的影响35-36
• 3.3.3 温度对菌群酶活力的影响36-37
• 3.3.4 培养液 pH 值对菌群酶活力的影响37-38
• 3.3.5 碳源对菌群酶活力的影响38-39
• 3.3.6 氮源对菌群酶活力的影响39-40
• 3.4 小结40-42
• 第四章 秸秆纤维素降解菌群对玉米秸秆降解效果42-48
• 4.1 试验材料42-43
• 4.1.1 试验菌群42
• 4.1.2 试验试剂42
• 4.1.3 培养基42
• 4.1.4 溶液配置42-43
• 4.1.5 试验仪器43
• 4.2 试验方法43-44
• 4.2.1 玉米秸秆纤维素的定量测定43
• 4.2.2 秸秆三素测定43-44
• 4.2.3 秸秆木质成分结构分析44
• 4.3 结果与分析44-47
• 4.3.1 玉米秸秆纤维素类物质的变化44-45
• 4.3.2 秸秆木质成分结构分析45-47
• 4.4 小结47-48
• 第五章 秸秆纤维素降解菌的种属鉴定48-55
• 5.1 试验材料48-49
• 5.1.1 试验菌株48
• 5.1.2 培养基48
• 5.1.3 试验仪器48-49
• 5.2 试验方法49
• 5.2.1 形态鉴定49
• 5.2.2 分子鉴定49
• 5.3 结果与分析49-54
• 5.3.1 菌株的形态学观察49-50
• 5.3.2 16S rDNA 基因的测序50-53
• 5.3.3 鉴定结果53-54
• 5.4 小结54-55
• 第六章 结论与展望55-57
• 6.1 结论55-56
• 6.2 展望56-57
• 参考文献57-62
• 发表论文和科研情况说明62-63
• 致谢63-64

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