纤维素生物转化过程工程的研究

虽有上百年的研究历史，但至今木质纤维素原料的低成本、大规模生物转化仍没有实现。导致这一问题的主要原因在于：纤维素生物转化涉及多个学科，是一个系统工程，目前往往从单一学科或单一技术的角度来研究，缺乏与原料相适应的集成工程技术。     

植物激素与细胞骨架的排向

就植物微管和纤维素微纤丝在细胞骨架构成和延展中的作用、植物激素在微管和纤维素微纤丝排向中的调节功能作了介绍,并对细胞扩大和伸长的机制进行了分析和讨论.     

野生灵芝BSU01的分离鉴定、生物学特性及其木质纤维素酶活分析

灵芝作为传统中药,具有重要的医药和经济价值。本研究以一株野生灵芝属真菌BSU01为实验材料,通过形态特征和ITS序列聚类分析对其进行了鉴定,探讨了该菌株菌丝生长的最适碳源、氮源、C/N、pH及温度等生物学特征,以及该菌株产木质纤维降解素酶的能力。结果表明,菌株BSU01的形态特征与有柄灵芝相符;且与有柄灵芝ITS序列一致性达99%,并在系统发育树上聚在一起;菌株BSU01菌丝生长最适碳源为果糖或者葡萄糖,氮源为酵母提取物,C/N比为20/1到30/1,温度为30℃,pH值为5.5;菌株BSU01的漆酶、木质素过氧化物酶和Mn依赖过氧化物酶分别为12.13 U/L、0.52 U/L和0.33 U/L;CMCase和木聚糖酶酶活分别为7.14 U/mL和1.88 U/m L。本研究结果将为该菌的进一步开发利用提供数据参考。     

东方肉座菌EU7-22纤维素内切酶Ⅰ的异源表达

[目的]实现东方肉座菌纤维素内切酶EGⅠ在毕赤酵母中的表达,获得重组EGⅠ。[方法]通过RT-PCR获得EGⅠ开放阅读框。将EGⅠ成熟肽和PHO1信号肽的DNA片段插入p PIC3. 5K后,重组表达载体电转化毕赤酵母。通过甲醇诱导表达和镍柱纯化获得EGⅠ。以羟甲基纤维素钠检测活性,以肽N-糖苷酶F分析N-糖基化,以SDSPAGE分析表达情况和糖基化修饰。[结果]获得EGⅠ分泌表达菌株,诱导96 h后上清液活性为0. 513±0. 002 U/m L,纯化后的EGⅠ活性为0. 558±0. 012 U/mg。SDS-PAGE表明EGⅠ分子量在100～180 k Da,远高于预测值47. 3k Da,经肽N-糖苷酶F处理后,降至63～75 k Da。[结论]实现了EGⅠ的分泌表达,获得活性为0. 558±0. 012 U/mg的糖基化重组EGⅠ。     

生物炭-牛粪堆肥中产β-葡聚糖苷酶微生物群落应答碳代谢抑制效应

【背景】在高浓度葡萄糖引起的碳代谢抑制效应下,产β-葡聚糖苷酶(β-glucosidase)功能微生物群落为适应碳代谢压力的变化,会差异化表达糖耐受和非糖耐受的功能基因。在堆肥中添加生物炭可以改变微生物生存的环境,进而影响微生物群落的组成与功能。【目的】分析在不同碳代谢压力下添加生物炭对产β-葡聚糖苷酶功能微生物群落的结构组成与功能的影响。【方法】在生物炭牛粪-稻草堆肥中添加葡萄糖、纤维二糖及β-葡聚糖苷酶抑制剂,构建不同的碳代谢压力。以细菌来源GH1家族的β-葡聚糖苷酶基因为分子标记基因构建基因克隆文库。同时测定羧甲基纤维素酶酶活和β-葡聚糖苷酶酶活。【结果】放线菌、变形菌和拟杆菌是功能微生物群落中的优势菌群。其中,CL处理组变形菌数量有所下降,在添加了抑制剂的处理组中,拟杆菌的数量明显上升。高浓度葡萄糖显著抑制了羧甲基纤维素酶酶活,但对β-葡聚糖苷酶酶活影响不大,其中低浓度纤维二糖的处理可以显著诱导β-葡聚糖苷酶活性。GHCH处理组中β-葡聚糖苷酶表现出高浓度葡萄糖激活特性。【结论】添加生物炭未明显影响参与纤维素降解的功能微生物群落对碳代谢抑制效应的应答。与自然堆肥相比,在添加了生...     

泌乳期、干奶期的娟姗牛和荷斯坦牛粪便菌群组成及纤维素降解功能CSCD

目的 探讨泌乳期、干奶期反刍动物粪便的纤维素降解能力和菌群变化。方法 采集娟姗牛和荷斯坦牛泌乳期、干奶期的粪便,通过滤纸崩解实验分析牛粪纤维素降解能力,利用二代测序技术观察泌乳期和干奶期牛粪在滤纸崩解实验前后粪便菌群的结构变化。结果 滤纸崩解实验发现,娟姗牛泌乳期和干奶期粪便菌群纤维素降解能力无显著差异,而荷斯坦牛干奶期粪便菌群纤维素降解能力显著强于泌乳期。二代测序结果表明,荷斯坦牛在干奶期时粪便菌群alpha多样性低于泌乳期,而滤纸崩解后2种牛的粪便菌群alpha多样性均显著升高,且荷斯坦牛干奶期粪便菌群的alpha多样性高于泌乳期;Beta多样性分析显示同种牛在泌乳期和干奶期粪便菌群结构有显著差异。滤纸崩解前2种牛泌乳期和干奶期粪便菌群均以Proteobacteria为优势菌门,但在滤纸崩解后泌乳期和干奶期粪便菌群均以Bacteroidota和Firmicutes为优势菌门。滤纸崩解后,2种牛泌乳期和干奶期粪便菌群属水平组成相似,均以Rikenellaceae＿RC9＿gut＿group、UCG-005、Christensenellaceae＿R-7＿group和UCG-010为优势菌属,且粪便菌群结构趋同。结论 干奶期荷斯坦牛粪便的纤维素分解效果显著。在反刍动物粪便样本中进行纤维素降解功能菌分离筛选时,应于动物干奶期进行自然样本的集中采集。     

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。     

SO_3联合NH_3预处理稻草秸秆制备微晶纤维素

以稻草秸秆为原料考察SO3、NH3、SO3/NH3和NH3/SO3联合稀碱4种预处理方法制备稻草微晶纤维素(MCC)的可能性,并且选择出最优的制备方法,即SO3联合NH3预处理法制备稻草微晶纤维素。同时,利用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微电镜(SEM)等分析稻草MCC的结构。结果表明:预处理后的稻草秸秆中大部分木质素和半纤维素得到去除,制备得到的稻草微晶纤维素结晶度达到87.5%,并且所得的MCC产品仍然具有完整的纤维素链的结构和晶型。     

中国东部南北样带典型针叶林土壤酶活性分布格局

选取中国东部南北样带不同气候区(寒温带、温带和亚热带)的针叶林作为研究对象,分析了多酚氧化酶、过氧化物酶、几丁质酶以及β-葡萄糖苷酶活性的变化。结果表明,土壤溶解性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)含量从北到南依次减小,寒温带显著高于亚热带;土壤p H值在3个气候区差异显著,温带最高,亚热带最低。分解木质素的多酚氧化酶和过氧化物酶活性不存在显著性差异;而与氮循环密切相关的几丁质酶活性表现为温带显著高于寒温带和亚热带;与碳循环密切的β-葡萄糖苷酶活性在温带最高,并显著高于亚热带地区。逐步回归分析表明,土壤MBN与p H值影响土壤几丁质酶活性,而土壤β-葡萄糖苷酶活性主要受p H的控制。研究认为,在中国东部南北样带针叶林中,土壤几丁质酶和β-葡萄糖苷酶活性存在显著性差异,而p H与MBN可能是影响土壤酶活性的主要因素。     

五株木糖利用酵母的生理代谢特性

摘要:【目的】木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源,筛选具有高抗逆和高效利用木糖能力的菌株对纤维素类可再生资源综合利用具有重大意义。【方法】论文以5株利用木糖的酵母,即树干毕赤酵母(Scheffersomyces stipitis,S.stipitis)、Candida tenuis (C.tenuis)、Spathaspora passalidarum (S.passalidarum)、Candida amazonensis(C. amazonensis)和Candida jeffriesii(C. jeffriesii)为研究对象,研究了其对温度、乙醇浓度、渗透压的耐受性,采用杜氏小管实验研究了其对常用碳源和氮源的利用能力,另外通过木糖发酵实验初步研究了被测试酵母在有氧和限氧条件下的木糖发酵性能。【结果】结果表明,S. passalidarum能够耐受44 ℃左右的高温,对多种碳源和氮源具有较强的利用能力,此外,S. passalidarum在有氧与限氧条件下均能快速代谢木糖,限氧条件下乙醇得率达0.43 g/g。C. amazonensis对纤维二糖具有较强发酵能力,代谢木糖产生木糖醇和少量乙醇,同时该酵母耐受温度在42 ℃左右。综合比较,其他酵母在实验过程中没有表现出明显优势。【结论】S. passalidarum 在纤维素工业化应用中是一株良好的生产候选菌株。此外,C. amazonensis具有较强的木糖醇生产能力,有望成为一株优良的木糖醇生产菌株。