纤维素分解菌在农业应用中的研究进展

我国每年产生各种农作物秸秆约80亿t,传统处理方式主要是丢弃和焚烧,,极大的浪费了生物质能资源,同时对环境也造成了极大的污染。通过微生物作用腐熟秸秆后进行还田是当今世界上普遍关注的研究热点,如何加速还田秸秆的腐解是目前研究的难点。纤维素分解菌具有快速腐解纤维素的能力,可显著提高纤维素的腐解率。本文针对纤纤维素分解菌功能、作用及其在农业领域的应用成果进行详尽的阐述和分析。     

微生物菌种资源及其特性是国内环境微生物研究热点

环境微生物研究是我国微生物界发展最快、也是最活跃的重要领域之一.根据《微生物学通报》发表论文的统计数据,2014年本刊共发表文章308篇,其中发表数量名列前茅的是环境微生物领域(40篇),紧随其后的是农业微生物(30篇)和工业微生物(29篇).在环境微生物研究工作中,微生物菌种资源及其特性相关文章以16篇位居榜首.     

发酵性丝孢酵母HWZ004利用水稻秸秆水解液发酵产油脂

为高效利用水稻秸秆中的纤维素和半纤维素产油脂,采用稀酸预处理和酶水解两步法对水稻秸秆进行水解,然后以水解液为碳源,培养发酵性丝孢酵母Trichosporon fermentans HWZ004产微生物油脂。结果表明,经简单overliming法脱毒后水稻秸秆水解液中乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛的浓度分别为0.4 g/L、0.1 g/L和0.05 g/L。只需添加少量氮源和微量CuSO4?5H2O,该水解液即可满足T. fermentans HWZ004发酵产油脂的要求。发酵最适接种量、初始pH和温度分别是5.0％、7.0和25 ℃。T. fermentans HWZ004在优化条件下培养7 d的生物量、油脂含量和油脂产量分别是26.4 g/L,52.2％和13.8 g/L;油脂得率系数为17.0,大大高于驯化前菌株T. fermentans CICC 1368在脱毒水稻秸秆半纤维素水解液中的对应值 (11.9)。所产油脂的脂肪酸组成与植物油相似,不饱和脂肪酸含量达70％以上,宜作为生物柴油的生产原料。     

从白蚁中分离到具有纤维素酶活的贪噬菌

以黄胸散白蚁Reticulitermes flaviceps后肠为材料,分离培养具有降解纤维素能力的微生物,以进一步了解白蚁后肠微生物的种类。通过以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为唯一碳源的富集及选择培养基培养、筛选,获得一株具有纤维素酶活的菌株R3063。形态学鉴定、革兰氏染色观察及16S rDNA基因序列分析表明该菌株属于贪噬菌(Variovorax sp.)。目前尚未见贪噬菌具有纤维素酶活的报道。     

甲醇产纤维素菌株的静态发酵动力学研究

目的:为实现甲醇资源化产细菌纤维素发酵过程的优化,研究纤维素生产菌株一木醋杆菌(Gluconacetobacter χγlinus)的静态发酵动力学特性.方法:将木醋杆菌接入甲醇浓度分别为2.7%和4.5%的培养基中驯化,根据Logistic方程和LuedekingPiret方程,研究周期为13d的静态发酵动力学过程.结果:确定静态发酵过程的菌体生长、细菌纤维素合成、底物消耗的动力学参数,得到动力学方程,拟合试验值与模型值,得到甲醇模拟废水培养基平均拟合误差为16%,略高于基础培养基的14%.结论:利用甲醇产纤维索的模型方程可预测菌浓、产物浓度及底物消耗规律,实现静态发酵过程的优化.     

产纤维素酶黏细菌在生物转化的作用

目的:预处理对木质纤维素降解的影响.方法:从土壤中分离筛选到高纤维素酶活的黏细菌菌株So ce sh1008.该菌具有CMC酶活(CMCase)及微晶纤维素酶活性.研究NaOH联合黏细菌降解盐蒿、稻草、棉花秸秆和甘蔗渣四种木质纤维素的情况.结果:碱(2％ NaOH) -黏细菌处理的方法优于黏细菌-碱的方法,其中降解棉花秸秆降解效果最明显,以5.0g木质纤维素为原料,其最终干重损失达2.1g,溶液中总糖含量和还原糖含量均值分别为12.8 mg/mL和0.93 mg/mL.酵母菌发酵产乙醇的研究结果表明,最佳发酵时间为47h,碱-黏细菌甘蔗渣降解液发酵效果最好,乙醇产出达6.0％.结论:黏细菌联合2％ NaOH能有效降解甘蔗渣,提高乙醇产量.     

拟除虫菊酯农药降解菌HP-S-01培养基的筛选及优化

通过比较高氏合成1号培养基、查彼氏培养基、马铃薯葡萄糖培养基、燕麦片培养基和理查德培养基等5种培养基对拟除虫菊酯农药降解菌Streptomyces sp.HP-S-01生长的影响,确定了高氏合成1号培养基为菌株生长最适宜的培养基.以高氏合成1号培养基为基础培养基,采用中心组分旋转设计法(RRCD)和响应曲面法(RSM),优化了培养基关键组分中可溶性淀粉、硝酸钾和磷酸氢二钾的组成,以降解率为主要衡量指标,最佳配方包括可溶性淀粉25.9549 g/L、硝酸钾1.9975 g/L和磷酸氢二钾0.9505 g/L,最终优化出的培养基处理1 d后对50 mg/L高效氯氰菊酯的降解率达到99.61%,与期望降解率99.92%相一致,比优化前84.10%提高了15.51%.     

κ-卡拉胶邻苯二甲酰基化衍生物的抗氧化活性研究

对κ-卡拉胶进行酸降解得到三种卡拉胶低聚糖,并进一步与苯二甲酰基合成制得三种分子量分别为1450、2520和3430的κ-卡拉胶邻苯二甲酰衍生物(LA、LB和LC)。对产物进行IR表征并对其取代度(DS)进行测定,并检测了产物对羟基自由基.OH、DPPH自由基和过氧化氢的清除活性以及还原能力。结果表明,上述三种κ-卡拉胶邻苯二甲酰衍生物的抗氧化能力强弱顺序依次为:LC>LA>LB,这可能与衍生物的羟基含量、取代基团的性质以及取代度等因素有关。     

植物中XRN家族的研究进展

XRN家族是一类5′-3′核酸外切酶家族,主要参与rRNA的成熟加工以及特异mRNA的降解过程,在动物、植物以及微生物的生长发育过程中起着重要的作用.对XRN家族在植物生长发育过程中的功能进行了综述,XRN家族在植物中主要参与rRNA加工过程、miRNA途径、外源mRNA降解过程以及乙烯信号通路.     

黑曲霉对黄曲霉生长、产毒及黄曲霉毒素B1的影响

目的研究黑曲霉对黄曲霉生长、产毒的抑制作用及对AFB1的降解作用。方法将黑曲霉分别与黄曲霉、AFB1共同培养,定期测定培养液pH、菌丝体干重、黄曲霉孢子数、AFB1含量。结果黑曲霉与黄曲霉混合培养时,黄曲霉孢子数、AFB1含量均比单独培养的低,2组之间差异有统计学意义(P<0.05),抑制率达到68.06%~91.52%;加入黑曲霉后,AFB1含量降低,实验组与对照组之间差异有统计学意义(P<0.05),降解率为46.19%。结论黑曲霉既能抑制黄曲霉生长、产毒,又能降解AFB1。