白蚁栖息环境中蜡状芽孢杆菌的分离及其纤维素酶活性分析

【目的】了解白蚁栖息环境中有无降解纤维素的微生物。【方法】以羧甲基纤维素钠为唯一碳源,利用刚果红染色,根据透明圈大小进行筛选。通过显微形态、革兰氏染色及16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定。DNS法测定菌株产纤维素酶与生长周期的关系,并进一步分析纤维素酶性质。【结果】从台湾乳白蚁(Coptotermes formosanus Shiraki)栖息环境中筛选到一株具有较高纤维素酶活性,革兰氏阳性菌株TT15,16S rDNA序列分析鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus Gd2T)。菌株培养前12 h没有纤维素酶活性,随着培养时间的增加,纤维素酶活性逐渐增大;当生长达到稳定期(48 h),酶活性达到最大并保持稳定。菌株TT15纤维素酶活性的最适pH和最适反应温度分别为5.0和50°C。【结论】从白蚁栖息环境中分离到一株具有较高纤维素酶活的蜡状芽孢杆菌TT15,可作为产细菌纤维素酶的优良菌株。     

青海可可西里嗜碱芽胞杆菌资源调查

【目的】了解可可西里嗜碱芽胞杆菌资源多样性及产酶多样性,为芽胞杆菌功能资源挖掘和菌剂开发提供基础。【方法】采用Horikoshi I培养基,通过可培养法分离青海可可西里土壤中的嗜碱芽胞杆菌,利用16S r RNA基因序列初步鉴定分离获得的芽胞杆菌。采用透明圈法分析分离菌株的产蛋白酶、纤维素酶及木聚糖酶活性。【结果】从青海可可西里土壤中共分离获得66株嗜碱芽胞杆菌,根据16S r RNA基因序列相似性分析,发现它们隶属于6个属22个种,分别为芽胞杆菌属(Bacillus)、纤细芽胞杆菌属(Gracilibacillus)、喜盐芽胞杆菌属(Halobacillus)、咸海鲜芽胞杆菌属(Jeotgalibacillus)、类芽胞杆菌属(Paenibacillus)和嗜冷芽胞杆菌属(Psychrobacillus),其中以芽胞杆菌属(Bacillus)为优势属。2株嗜碱芽胞杆菌与它们最近匹配模式菌株的16S r RNA基因序列相似性为97.00%和98.65%,为潜在新种。三种酶活检测结果表明产酶菌株约占总分离菌株的95.00%,其中55株具有产蛋白酶活性,27株具有产纤维素酶活性,8株能够产木聚糖酶。【结论】青海可可西里蕴藏着较丰富的嗜碱芽胞杆菌资源及丰富的产酶资源,为后续嗜碱芽胞杆菌的挖掘提供理论基础。     

1株大熊猫肠道纤维素降解菌的分离鉴定及其酶学性质

以羧甲基纤维素钠为唯一碳源,利用刚果红染色法,从大熊猫粪便内筛选具有降解纤维素能力的菌株,并研究其酶学特性。分离获得1株酶活力较高的菌株A1,通过形态学和BD PhoenixTM-100全自动细菌鉴定仪鉴定为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)。菌株A1最适生长条件和酶活力测定表明,其最适生长温度为37℃,Na Cl浓度为0.5%,p H值为7.0,内切葡聚糖苷酶、外切葡聚糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和总酶活的最大值分别为0.139、0.074、0.126、0.108 5 IU/m L。丰富了大熊猫肠道纤维素降解菌的种类,为后续研究大熊猫如何消化利用竹纤维提供了菌源。     

大熊猫肠道正常菌群降解纤维素的机制

大熊猫的主食竹类粗纤维含量很高,而大熊猫自身的消化系统不能降解纤维素。现已从大熊猫的肠道正常菌群中鉴定出涵盖7个菌门的22种菌,相关的研究证明大熊猫的肠道正常菌群能降解纤维素。大熊猫肠道中的假单胞菌产生的漆酶能对竹纤维中的木质素进行氧化,使纤维素得以暴露,梭菌属、淀粉芽胞杆菌等产生的纤维素酶将其降解成大熊猫可利用的糖类。其具体机制有待进一步研究。     

嗜热厌氧纤维素分解菌的分离、鉴定及其酶学特性

【目的】分离高效降解纤维素的嗜热厌氧菌,通过与嗜热产乙醇菌株联合培养的方式,为生产纤维素乙醇提供微生物资源。【方法】利用厌氧分离技术从降解纤维素的马粪富集物中分离到一株嗜热厌氧细菌HCp。采用形态学观察、生理生化鉴定、结合16S rDNA序列的系统发育学分析确定该菌株的分类地位,利用DNS酶活分析方法测定此分离菌株的酶学性质。【结果】分离菌株HCp革兰氏染色阴性,直杆,细胞单个或成对出现,菌体大小为(0.35-0.50)μm×(2.42-6.40)μm,严格厌氧,形成芽胞,能运动,对新霉素有一定的抗性。此菌能利用滤纸纤维素、纤维素粉、微晶纤维素、脱脂棉和水稻秸秆、明胶等,还可以利用葡萄糖、纤维二糖、木糖、木聚糖、果糖、蔗糖、核糖、半乳糖、麦芽糖、山梨糖、海藻糖、蜜二糖、甘露糖等。该菌株在pH6.5-8.5、温度35-70℃、盐浓度0%-1.0%范围内利用纤维素生长,最适pH为6.85,最适温度为60℃,最适NaCl浓度为0.2%,最佳生长条件下,在10 d内滤纸纤维素降解率可达90.40%。在HCp的纤维小体中,滤纸酶、羧甲基纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶的最适作用温度分别为70℃、70℃、70℃、60℃,并且羧甲基纤维素酶具有较高的热稳定性。部分长度的16S rDNA序列分析表明,分离菌株HCp与Acetivibrio cellulolyticus、A.cellulosolvens相似性为97.5%。【结论】分离菌株HCp是从马粪富集物中分离到的一株嗜热厌氧细菌,该菌具有较强的降解纤维素能力,生长温度范围广,酶的热稳定性好,纤维素底物利用广泛等特性,为纤维素降解产乙醇提供了良好的材料。     

一株产纤维素酶菌株的分离、鉴定及产酶特性

【目的】筛选并鉴定一株产纤维素酶的菌株,初步探究该菌的产酶特性,为综合利用纤维素筛选菌源。【方法】在常温条件下,采用滤纸培养基对菌种富集,采用CMC-Na初筛纤维素降解菌,采用LB培养基分离纯化菌株,经形态学、生理生化特征试验、16S r RNA基因序列测定等分析筛选菌株的系统分类地位。单因素试验确定培养时间、培养温度、初始p H及Na Cl浓度对筛选菌株产酶活力的影响。【结果】从腐烂的玉米秸秆中分离出一株在常温下产纤维素酶细菌KZ-2,根据菌落形态特征、生理生化特征鉴定以及16S r RNA基因序列分析,初步鉴定KZ-2为肠杆菌(Enterobacter sp.),为潜在新种。产酶条件实验显示:该菌使用产酶发酵培养基120 h产酶量达到最大值,在25–35°C、初始p H 4.5–5.5、Na Cl浓度1.0%–2.0%范围内为最佳产酶条件,在最适条件下酶活可达80.93 U/m L。该菌株所产纤维素酶最适反应p H为7.0,最适反应温度为50°C。【结论】KZ-2是一株具有降解纤维素能力的细菌,在常温下即可分泌纤维素酶,并且该菌株为潜在新种,具有潜在的开发价值。     

产酶芽胞杆菌的筛选及菌株HB13000的鉴定

芽胞杆菌产酶种类多、生长速度快、抗逆性强,在堆肥过程中发挥着重要作用。本研究采用水解圈法研究了348株芽胞杆菌产酶特性,获得产纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶芽胞杆菌34株。其中,菌株HB13000相对酶活力较高,酶活Hc(水解圈直径/菌落直径)分别为:纤维素酶Hc=4.30,蛋白酶Hc=1.47,淀粉酶Hc=3.25,对纤维素、淀粉和蛋白质均表现出较强的降解活性。依据菌体形态、生理生化特征和16S r DNA系统发育分析,鉴定HB13000为Bacillus methylotrophicus(甲基营养型芽胞杆菌)。本研究为有机物降解与农业废弃物堆肥提供了新的菌种资源。     

产纤维素酶菌株的分离、鉴定及其酶学性质研究

利用刚果红变色圈法从土壤中分离得到1株产纤维素酶活较高的细菌YL07.通过分析其生理生化性质和16S rDNA序列的同源性,将菌株YL07鉴定为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens).同时.对菌株YL07所产纤维素酶的酶学性质进行了研究.结果表明:酶反应的最适pH值为6～7,在PH 6.0～9.0的范围内较稳定,酶反应的最适温度为40℃,30℃以下酶的热稳定性较好.K 、Ca2 对CMCage有激活作用,Fe2 、Na 、K 、Ca2 、Mg2 对滤纸酶活(FPase)有激活作用.     

1株产纤维素酶细菌的筛选、鉴定及生长特性

分离筛选高效降解纤维素的菌株,并研究其生物学特性。利用刚果红染色法从腐烂的玉米秸秆中分离纤维素降解菌,再通过测定滤纸的降解率及多种酶活复筛。综合考虑水解圈和菌落直径(HC值),滤纸的降解率和酶活,对所筛选的菌株进行纤维素降解能力综合评价,最终获得1株具有纤维素降解能力的菌株DX4,其滤纸酶活(FPA酶活)、内切葡聚糖酶活力(CMC酶活)和外切葡聚糖酶活力(Cex酶活)分别为256.051、358.276和5.536 U/m L。结合形态学、生理生化特性和分子生物学鉴定,将该菌株鉴定为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis),命名为Bacillus subtilis DX4,简称BS-DX4。研究表明,BS-DX4的最适生长温度为40℃,最适生长pH为7.0,低盐浓度下生长旺盛,是具有开发潜力的纤维素酶高产菌株。     

牛粪堆肥中纤维素高效降解菌的筛选与产酶条件优化

【背景】纤维素是一种有待开发利用的生物质资源,对于能源危机、环境污染问题的解决具有重要作用。【目的】从牛粪堆肥中分离出产纤维素酶的细菌,研究该菌株的纤维素降解能力。【方法】采用纤维素固体平板刚果红染色法进行初筛、液体发酵纤维素酶活测定法进行复筛。【结果】筛选获得一株具有高产纤维素酶活性的解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens),命名为N5。单因素分析试验结果显示,菌株N5具有较好的pH、温度和盐度耐受性,正交优化试验结果表明,菌株N5产纤维素酶的最佳条件为：发酵初始pH 5.0,发酵时间96 h,发酵温度40℃。在此条件下,羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose, CMC)酶活为189.27 U/mL。此外,菌株N5能够在7 d内使水稻秸秆减重率达到19.35%。扫描电镜结果表明菌株N5能够有效促进水稻秸秆降解。【结论】菌株N5具有较高的纤维素酶活力,具有开发成高效好氧堆肥菌剂的潜质,这为固体废弃物中纤维素的生物转化提供了优质菌种资源。     

麝鼠肠道纤维素分解菌的分离鉴定及其酶学特性分析

本研究旨在从麝鼠(Ondatra zibethicus)肠道中分离出高效分解纤维素的菌株,为开发纤维素分解菌微生物制剂提供菌种资源。本研究利用以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为单一碳源的培养基,从麝鼠盲肠内分离出--株高效分解纤维素的菌株WJ-3,并对该菌株进行形态鉴定、生理生化鉴定和16S.rDNA分子鉴定。对菌株WJ-3所产羧甲基纤维素酶(CMCase)进行酶学特性实验,分析此纤维素酶的最佳反应pH和最佳反应温度,以及此纤维素酶对不同温度和不同酸碱度的耐受性。结果表明,菌株WJ-3属于空气芽孢杆菌(Bacillus aerius),并将其命名为Bacillus aerius WJ-3。菌株WJ-3所产羧甲基纤维素酶在pH 4.0~6.0的范围内反应时,酶活性随pH值升高而增加,其最佳反应pH为6.0,且此纤维素酶在pH4.0~8.0范围内保存30min后均能保持80%以上的相对酶活性:菌株WJ-3所产羧甲基纤维素酶在温度30~50 ℃范围内反应时,随温度上升酶活性逐渐增加,在50 ℃时酶活性最高,之后随温度的升高酶活性逐渐下降,且纤维素酶在此温度范围内保存30 min后均能保持较高的酶活性。综上所述,菌株Bacillus aerius WJ-3所产羧甲基纤维素酶的酶活性较高,并且此纤维素酶的耐酸碱性及热稳定性良好,是具有一定利用价值的菌种资源。     

患病大鲵中弗氏柠檬酸杆菌的分离与鉴定

【目的】确定导致大鲵(Andrias davidianus)细菌性感染死亡的病原。【方法】从大鲵肝脏中分离细菌,通过Biolog微生物自动鉴定系统及分子生物学方法对纯培养的细菌进行鉴定,再用大鲵和鲫鱼分别进行人工感染试验,以确定分离菌的致病性,同时对分离到的病原菌进行药物敏感试验。【结果】从患病大鲵肝脏中分离到一株致病菌JZ01,经人工感染健康大鲵,可复制与自然发病相同的症状,且从人工感染病鲵体内再次分离到相同的病原菌。该致病菌对健康鲫鱼也有致病性。经Biolog微生物自动鉴定系统的鉴定,以及进一步的16S rDNA基因序列和系统发育分析都表明,此致病菌为弗氏柠檬酸杆菌。药物敏感性试验表明,该菌株对氨曲南、头孢三嗪、先锋噻肟等9种药物高度敏感。【结论】弗氏柠檬酸杆菌是大鲵的一种致病菌。本文在国内外首次报道了该菌对大鲵具有致病性。     

Formation of Highly Twisted Ribbons in a Carboxymethylcellulase Gene-Disrupted Strain of a Cellulose-Producing Bacterium

Cellulases are enzymes that normally digest cellulose; however, some are known to play essential roles in cellulose biosynthesis. Although some endogenous cellulases of plants and cellulose-producing bacteria are reportedly involved in cellulose production, their functions in cellulose production are unknown. In this study, we demonstrated that disruption of the cellulase (carboxymethylcellulase) gene causes irregular packing of de novo-synthesized fibrils in Gluconacetobacter xylinus, a cellulose-producing bacterium. Cellulose production was remarkably reduced and small amounts of particulate material were accumulated in the culture of a cmcax-disrupted G. xylinus strain (F2-2). The particulate material was shown to contain cellulose by both solid-state ¹³C nuclear magnetic resonance analysis and Fourier transform infrared spectroscopy analysis. Electron microscopy revealed that the cellulose fibrils produced by the F2-2 cells were highly twisted compared with those produced by control cells. This hypertwisting of the fibrils may reduce cellulose synthesis in the F2-2 strains.     

Study of cellulases from a newly isolated thermophilic and cellulolytic <Emphasis Type="Italic">Brevibacillus</Emphasis> sp. strain JXL

A potentially novel aerobic, thermophilic, and cellulolytic bacterium designated as Brevibacillus sp. strain JXL was isolated from swine waste. Strain JXL can utilize a broad range of carbohydrates including: cellulose, carboxymethylcellulose (CMC), xylan, cellobiose, glucose, and xylose. In two different media supplemented with crystalline cellulose and CMC at 57°C under aeration, strain JXL produced a basal level of cellulases as FPU of 0.02 IU/ml in the crude culture supernatant. When glucose or cellobiose was used besides cellulose, cellulase activities were enhanced ten times during the first 24 h, but with no significant difference between these two simple sugars. After that time, however, culture with glucose demonstrated higher cellulase activities compared with that from cellobiose. Similar trend and effect on cellulase activities were also obtained when glucose or cellobiose served as a single substrate. The optimal doses of cellobiose and glucose for cellulase induction were 0.5 and 1%. These inducing effects were further confirmed by scanning electron microscopy (SEM) images, which indicated the presence of extracellular protuberant structures. These cellulosome-resembling structures were most abundant in culture with glucose, followed by cellobiose and without sugar addition. With respect to cellulase activity assay, crude cellulases had an optimal temperature of 50°C and a broad optimal pH range of 6–8. These cellulases also had high thermotolerance as evidenced by retaining more than 50% activity at 100°C after 1 h. In summary, this is the first study to show that the genus Brevibacillus may have strains that can degrade cellulose.     

The Microbial Community in the Feces of the Giant Panda (<Emphasis Type="Italic">Ailuropoda melanoleuca</Emphasis>) as Determined by PCR-TGGE Profiling and Clone Library Analysis

Despite having a typical carnivorous digestive tract, the giant panda has a diet consisting exclusively of bamboo, a low-efficiency food source. Given this paradox, we sought to investigate if the giant panda digestive tract is inhabited by organisms indicative of high cellulose diet or their gastrointestinal tract anatomy. The diversity and dynamics of the predominant bacteria in the fecal flora of two adult (male and female) and one young (male) giant panda reared in two different zoos over a 2-year period was studied using 16S rDNA-based approaches. The temperature gradient gel electrophoresis (TGGE) profiles of the 16S rDNA V3 region of the three individuals were highly similar. The structure of their fecal flora remained relatively stable over the 2-year period. Both the most predominant band in TGGE patterns shared by the three pandas and the biggest operational taxonomic unit (OTU) in the clone library were phylogenetically related to Escherichia coli. Gram-negative, facultative bacteria constituted almost 60% of the whole community in the clone library. All the OTUs were related to previously described phylotypes known to reside in the intestine or rumen. The results of our study indicate that the predominant bacterial populations in the intestine of the three pandas were markedly different from that of herbivores. The unbalanced intestinal community structure may play a role in the inefficient digestion of bamboo by the giant pandas.     

大熊猫粪便宽径与咬节平均长度的关系

粪便咬节是大熊猫数量调查中最常用的指标。然而,大熊猫在主食竹叶的季节有时在粪便中未留下咬节而使数量调查难以进行。为此,本文对大熊猫粪便宽径与咬节平均长度的关系进行了初步探讨。结果表明,大熊猫粪便宽径呈正态分布,同一个体的含咬节粪便与全由竹叶组成的粪便在宽径上无显著差异。大熊猫咬节平均长度与粪便宽径存在显著的回归关系。在不考虑年龄的情况下,粪便咬节平均长度与粪便宽径的回归方程为：Y=0．38X＋14．40。成体和亚成体组的粪便咬节平均长度与粪便宽径的回归方程为：Y=0．22X＋22．79。年龄对大熊猫粪便咬节平均长度与粪便宽径的回归关系有显著影响。     

猪消化道中产苯乳酸乳酸菌的益生特性研究

【目的】建立一种简单有效的产苯乳酸乳酸菌的筛选方法,并筛选到高产苯乳酸的乳酸菌。【方法】菌株经过添加了苯丙氨酸的培养基厌氧培养后,利用高效液相色谱法检测发酵液中苯乳酸的含量。【结果】从猪的消化道中共分离得到31株产苯乳酸的乳酸菌,其中菌株R53的苯乳酸产量最大,为321.7 mg/L。菌株R53对.OH、O2和DPPH都有清除能力,清除率分别达到11.2%、52.7%和63.2%。同时R53也能降低培养基中胆固醇的含量,清除率为32.5%。【结论】乳酸菌R53经菌落形态、细胞形态、生化反应实验、16S rDNA测序,最终确定为植物乳杆菌。植物乳杆菌R53能产生苯乳酸,具有清除胆固醇和抗氧化能力。     

1株产细菌纤维素芽胞杆菌的分离及鉴定

从残次水果中分离出1株菌株ZF-7,其产物经纤维素特异性染色反应、红外光谱分析及纤维素酶水解实验后,被确定为细菌纤维素。在对ZF-7菌株常规形态学及生理生化特性鉴定的基础上,对部分长度的16S rDNA同源性进行了分析,发现ZF-7菌株与解淀粉芽胞杆菌相似度可达99.5%,现命名为Bacillus amyloliquefaciens ZF-7。对ZF-7菌株在振荡培养和静置培养条件下的发酵性能进行了初步考察,得到细菌纤维素产率分别为6.6和6.2 g/L。     

一株降解纤维素放线菌的产纤维素酶基因克隆与表达

【背景】纤维素在自然界中储量丰富,但天然纤维素的难降解性成为广泛应用纤维素资源的壁垒,近年来利用微生物来降解纤维素成为热点研究。【目的】筛选分离得到一株具有降解纤维素功能的放线菌菌株Lb1,通过全基因组测序确定其产纤维素酶关键基因5676,对基因5676进行克隆转化,使其在大肠杆菌中进行表达。【方法】通过基因工程技术将产纤维素基因连接到表达质粒上并导入表达菌株,对其降解纤维素生成葡萄糖的能力进行探究。【结果】将Lb1菌株的16S rRNA基因进行比对,确定菌株Lb1属于链霉菌属,命名为Streptomyces sp. Lb1。成功构建出纤维素酶表达载体,并且导入表达菌株大肠杆菌BL21(DE3),重组菌株的产纤维素酶能力大于空载菌株。【结论】通过基因工程技术成功克隆出产纤维素酶基因,从而表达纤维素酶,为今后利用微生物降解纤维素的大规模应用提供参考。