一株高效纤维素降解菌株的分离鉴定及其酶学性质

从黄浦江淀山湖的水底沉积物中筛选分离得到一株产纤维素酶的菌株。经细菌形态观察,生理生化实验并结合16SrRNA序列分析,鉴定该菌为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),同时发现其在系统发育树中处于一个独立的分支,推测该菌为Bacillus属中一个新的亚种。对该菌株产酶及酶活特性进行了初步研究,发现纤维素酶的产生与细菌的生长密切相关。该菌株在37°C,pH7.0的条件下,发酵66h后纤维素酶活达到最高值4.58U/mL。     

一株纤维素降解菌的分离、鉴定及对 玉米秸秆的降解特性

[目的]获得高产纤维素酶细菌菌株,探讨以氨化预处理玉米秸秆为底物时的纤维素酶产酶特性及底物降解特性,探讨纤维素酶作用机理,提高玉米秸秆利用率.[方法]用LB培养基分离并纯化菌株,羧甲基纤维素钠培养基培养、刚果红染色进行初步筛选.考察氨化预处理对底物降解率、产酶能力的影响.通过形态特征观察及16S rRNA、Biolog鉴定菌株.[结果]分离到一株高效纤维素降解菌NH11,经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis). 30℃、发酵5d时,预处理前后玉米秸秆降解率分别为14.24％和24.73％.30℃、pH 7.2时,处理组CMC酶活力峰值处为153.84 U/mL,FPA酶活力为197.24 U/mL,比未处理组分别高出11.45％和10.59％.[结论]NH11具有较高的纤维素酶产酶能力,氨化预处理能够提高菌株对玉米秸秆的降解率.该菌株在秸秆堆肥、制作食用菌培养基和制取反刍动物粗饲料方面具有很高的应用价值.     

酸性半纤维素降解细菌的筛选与鉴定

从南方酸性水稻土和腐烂秸秆中采集样品,经初筛、复筛获得4株产生明显水解圈且D/d值较大同时传代效果稳定的酸性半纤维素降解细菌。DNS法测定4株细菌半纤维素酶活力,最终结合其产酶速度及酶活大小得到菌株NB8,液体摇瓶发酵72 h其半纤维素酶活达85.12 U/mL。经形态学观察和生理生化指标测定,初步确定该菌为芽胞杆菌属。结合16S rDNA基因序列分析结果,可以初步鉴定NB8为短小芽胞杆菌(Ba-cillus pumilus)。     

一株产纤维素酶细菌的筛选、鉴定及其纤维素酶的部分特性

目的:分离堆肥中具有产纤维素酶酶活的菌株并进行鉴定,同时进行该菌株纤维素酶酶特性的研究.方法:采用刚果红平板法进行筛选得到菌株,利用16SrDNA通用引物对其基因组DNA进行扩增,测序得到CCH-1的部分16SrDNA序列,经Blastn调出与菌株16SrDNA同源的序列,用软件MEGA 4.0按照Neighbor-Joining方法构建16SrDNA系统发育树,并采用DNS法测定所产纤维素酶酶活.结果:GCH-1的生理生化指标与蜡质芽胞杆菌理化指标相符,与Bacillus cereus IAM 12605(T)处于同一分支,相似性为99.8%.CCH-1菌株发酵48h能达到最大产酶量,所产纤维素酶在40℃有最高酶活力,酶活力分别为0.581μ/mL,GCH-1菌株产生的纤维素酶酶系在pH 7.0～9.0能够保持较高的相对酶活力,超过85%相对活力.结论:GCH-1初步鉴定为蜡质芽孢杆菌(Bacillus cereus),能够产胞外纤维素酶.     

N+离子注入诱变选育中性蛋白酶高产菌株及发酵条件的研究

对产中性蛋白酶的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)AS1.398进行离子注入诱变,从正突变率较高的注入剂量30～50 × 1014 ions/cm2范围内,筛选出一株高产菌株ZC-7.该菌株在优化了的摇瓶培养基中,培养42h,产酶可达16900U/mL.在7L发酵罐上控制pH6.0～7.0,溶氧10%～20%.以32℃3～40℃～30℃变温发酵42h,酶活力最高可迭19680U/mL,为初始菌株的2.1倍.     

产中性纤维素酶耐碱芽孢杆菌的筛选及酶学性质研究

采用CMC碱性平板筛选方法,从造纸厂碱性淤泥中获得产中性纤维素酶的耐碱枯草芽孢杆菌C3004。根据其形态特征、生理生化特性和16S rRNA序列分析鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌,并命名为Bacillus subtilis C3004。液体摇瓶培养24 h产生CMC酶活力达46.6 U/mL。酶学性质初步研究显示,CMC酶反应的pH值以7.0左右为适;在弱酸和碱性条件下也具有较高的酶活和一定的稳定性;反应温度以50℃左右为宜;且具有较好的热稳定性。Mn~(2+)与Fe~(3+)对酶反应有促进作用,Cu~(2+)、Mg~(2+)和Zn~(2+)对酶反应有抑制作用。该菌可在碱性(pH 8.5～10)条件下培养,具有不易被杂菌污染的特点。     

碱性果胶裂解酶摇瓶发酵条件的研究

利用碱性果胶裂解酶生产菌株Bacillus subtilis WSH02-02进行摇瓶发酵优化,确定了最适种子斜面培养基、种子摇瓶培养基和发酵摇瓶培养基等培养条件,经14h的摇瓶发酵,酶活最高达到8．29U／mL。     

一株产纤维素酶细菌的筛选、鉴定及产酶条件优化

目的：筛选1株产纤维素酶的细菌。方法：通过对从腐烂朽木及其附近土壤中得到的样品进行富集培养、分离纯化得到16株纤维素分解菌,经刚果红染色鉴定和液体发酵培养后对其进行了菌种初步鉴定及产酶条件的初步优化。结果：获得1株纤维素酶分泌量较高的细菌LT3。结论：LT3为革兰氏阳性菌,菌体成杆状,经发酵优化培养后,较适产酶条件为甘蔗渣20g/L,pH7.0、30℃培养120h,CMC酶活为71.17U/mL,滤纸酶活为33.37U/mL。通过克隆其16S rDNA序列,对其进行系统进化分析,鉴定为蜡状芽孢杆菌。     

从海水环境分离筛选甘蔗渣纤维素降解菌

【目的】筛选海水环境高效甘蔗渣纤维素降解菌,并研究不同菌株间的混合发酵对甘蔗渣纤维素酶活力的影响,为纤维素降解菌在海水养殖中的应用提供理论基础。【方法】采用刚果红染色法进行菌株初筛,利用DNS法测定各菌株胞外纤维素酶活力及不同菌株间的混合酶液与混合发酵酶液的纤维素酶活力。【结果】筛选得到两株具有较强纤维素分解能力的细菌菌株Z4和S5,经16S rRNA基因序列分析,初步鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。菌株S5具有最高的全酶活和甘蔗渣纤维素酶活,分别为1.16 U/mL和2.80 U/mL。菌株Z4与S5间混合发酵能明显提高菌株的纤维素酶活力,比S5单独发酵时全酶活、甘蔗渣纤维素酶活分别提高40.60%、14.21%。同时菌株S5与芽孢杆菌BZ5混合发酵也能提高其纤维素酶活力,比S5单独发酵时全酶活、甘蔗渣纤维素酶活分别提高6.23%、25.92%。【结论】筛选得到两株酶系较全且酶活较高的纤维素降解菌Z4、S5,适宜的混合发酵可明显提高纤维素降解能力,在海水养殖中有较大的应用前景。     

转氨酶产生菌的筛选鉴定及其摇瓶发酵条件的优化

从土壤中分离到1株具有支链氨基酸转氨酶活性,且亮氨酸转氨酶活性较高的菌株WJ44.通过观察形态特征、生理生化实验以及16S rRNA序列的比对和系统发育分析,鉴定其为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus).经过对产酶条件的优化,确定最佳摇瓶产酶条件为:葡萄糖20 g/L,蛋白胨15 g/L,牛肉膏5 g/L,玉米浆15 g/L,KH2PO43 g/L,MgSO4·7H2O 0.5 g/L,初始pH 7.0,培养温度37℃,装液量20 mL/250 mL三角瓶,摇床转速200 r/min.WJ44菌株在最佳产酶条件下培养10 h其亮氨酸转氨酶酶活即可达到45.787 U/mL,菌体干重8.643 g/L,分别比原来提高了54%与10%,是一株产酶和生长性能较佳的菌株.     

产碱性蛋白酶嗜碱芽孢杆菌的筛选及其研究

利用造纸黑液对土样进行富集,筛选出3株碱性蛋白酶酶活力较高的嗜碱芽孢杆菌X1、X2、X3。对它们的生长曲线,产酶曲线,在不同C、N源、pH值、盐浓度下的产酶活力进行的研究表明:3株嗜碱芽孢杆菌(Bacillussp.JBX1、X2、X5)酶活力较高(达到100U/mL),X2最高酶活可达140U/mL。最适pH值为9.5,碳源中的蔗糖,氮源中的酵母浸提物和硝酸钠均利于产酶。X1、X5两株嗜碱芽孢杆菌均表现出较强的耐盐耐高渗透压的能力。X1在11%的NaCl浓度下生长良好,酶活仍然达到80U/mL以上。而X2和X5对温度的耐受性比较强,在经70℃处理15min后依然保持了80%以上的酶活力,所产蛋白酶为高温碱性蛋白酶,从而为进一步的应用和研究奠定了基础。     

棉秸秆降解高温菌株的筛选及产酶分析

从新疆地区分离具有降解棉秸秆纤维素功能的菌株,得到4株耐高温真菌(50°C)。纤维素酶学性质分析表明,该4株菌的纤维素酶具有良好的耐酸性(最适pH为4.5)和耐高温性(最高达60°C)。以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、微结晶纤维素、棉花、滤纸、淀粉、果胶为底物测定酶活力,滤纸酶活力(FPA)最高达2.63 U/mL、淀粉酶活力最高达6.17 U/mL、果胶酶活力最高达5.86 U/mL。4株真菌酶学特性分析表明,该系列菌株在秸秆生物质利用方面有很大的应用潜力。     

一株来自蚯蚓的产纤溶酶蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus的筛选及鉴定

对来自4个不同省份的5条蚯蚓的肠道及体表细菌进行分离,共获得122株细菌。通过脱脂奶粉平板法初筛,纤维蛋白平板法复筛,以透明圈为筛选标记,共筛选出产纤溶酶菌株12株,其中菌株SC-3-W-3的纤溶酶活力较高,达到了538.64 U/mL(相当于尿激酶的活力单位)。通过对其形态、培养、生理生化特征进行研究,发现其与蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus Frankland的特征很相符。进一步对SC-3-W-3的16S rDNA序列及系统发育分析表明,该菌株与蜡状芽孢杆菌的同源性高达100%。综合生理生化及16S rDNA序列比对结果,将SC-3-W-3菌株鉴定为蜡状芽孢杆菌。     

甘蔗渣纤维素降解菌株的筛选与鉴定

甘蔗渣是制糖工业的主要副产物。筛选甘蔗渣纤维素降解菌株对甘蔗渣乙醇产业具有重要的意义。以甘蔗渣为原料,通过分离和纯化得到14株菌株,对其进行纤维素刚果红平板染色实验和滤纸崩解实验,最终获得3株可以生产纤维素酶的菌株02-2-2、21-1-2和40-1-1。酶活性测定结果表明,菌株40-1-1的酶活力在培养3 d后达到最高,为27.26 U/mg。通过形态学和分子生物学鉴定,菌株02-2-2为枝顶孢属(Acremonium sp.),菌株21-1-2和40-1-1为光滑短梗霉属(Acrophialophora sp.)。研究筛选的菌株将为开展甘蔗渣纤维素降解利用提供参考。     

Production and characterization of cellulase from <Emphasis Type="Italic">E. coli</Emphasis> EgRK2 recombinant based oil palm empty fruit bunch

Oil Palm Empty Fruit Bunch (OPEFB) is an abundant biomass resource in Indonesia, which contains 41.3 ~ 46.5% (w/w) of cellulose. This research examined the production of cellulase by the E. coli EgRK2 recombinant strain using an OPEFB substrate. The production of the enzyme was initially examined to identify optimum growth conditions, by observing the growth and activity of E. coli EgRK2 compared to its wild type. Our results showed that the optimum production time, pH and temperature of the recombinant growth and cellulase activity were achieved at 24 h, and at 7 and 40°C, respectively. Using these optimum conditions, the enzyme was produced, and experiments were carried out to examine the enzyme characteristics, produced from both strains, on hydrolysis of cellulose from OPEFB. Our results showed that the activity of the enzyme produced by the recombinant almost doubled compared to that of the wild type, although the optimum pH for both strains was pH 6. Higher activity was achieved by the recombinant compared to the wild type strain, and values were 1.905 and 1.366 U/mL, respectively. The optimum temperature for hydrolysis by cellulase occurred at 50°C for Bacillus sp. RK2, and 60°C for Bacillus sp. EgRK2. The Michaelis-Menten constant (Km) and maximum velocity (Vmax) for OPEFB degradation by E. coli EgRK2 were 0.26% and 1.750 μmol/mL/sec, which were significantly better values than those of the wild type. Control experiments for the degradation test using CMC also showed a better Vmax value for E. coli EgRK2 compared to the wild type, which is 2.543 and 1.605 μmol/mL/sec, respectively.     

碱性果胶酶高产菌株的构建和高密度发酵

碱性果胶酶可用于苎麻脱胶和棉织物前处理的精练工艺,与传统的高温碱煮相比,具有保护纤维、降低能耗和化学污染的优势,因此获得高表达的碱性果胶酶基因工程菌,低成本生产碱性果胶酶对于纺织工业节能减排具有重要的意义。前期研究工作已经将来源于枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 168的碱性果胶酶基因pel经过密码子优化后在毕赤酵母Pichia pastoris GS115中成功表达。本研究为了提高其表达量,首先利用启动子和信号肽都优化的载体pHBM905BDM进行表达,摇瓶酶活从68 U/mL增加到100 U/mL,qPCR检测转录水平提高了27%。再利用果胶底物平板筛选水解圈大的转化子进行摇瓶发酵获得菌株GS115-pHBM905BDM-pels4,摇瓶酶活为536 U/mL。随后构建重组质粒pPIC9K-pels,电转化菌株GS115-pHBM905BDM-pels4,利用抗生素G418平板进行筛选,在含4 mg/mL的G418抗性平板上得到菌株GS115-pHBM905BDM-pPIC9K-pels1,摇瓶酶活为770 U/mL,qPCR测定含7个拷贝目的基因。最后将该菌株在5 L的发酵罐中进行高密度发酵,果胶酶酶活提高至2 271 U/mL。该碱性果胶酶酶活已达到目前酵母表达的最高水平,说明其具有很好的应用于纺织工业的潜力。