纤维素降解菌的分离筛选及对中药废弃物的固相发酵研究

中药在提取炮制后残留大量生物质被简单堆弃,而其中的木质纤维素等生物质能被微生物有效利用降解,筛选到16株对木质纤维素有降解效果的菌株,对其中8株降解效果明显功能菌株进行了深入研究,经16(18)S rDNA鉴定发现5株细菌主要为Bacillus属、Streptomyces属和Enterobacter属,3株真菌为Ascomycete属、Aspergillus属和Trichosporon属;利用8株菌固相发酵中药废弃物,通过监测堆体温度、pH等参数,发现细菌类在发酵初期能迅速提高堆体温度,而真菌类发酵腐熟过程较缓慢,提示利用细菌-真菌联合组成降解菌系是提高中药废弃物固相发酵的重要手段。     

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.     

解糖热解纤维素菌F32降解未预处理秸秆及产纤维素酶特性分析

【目的】明确极端嗜热厌氧木质纤维素降解菌解糖热解纤维素菌F32代谢特征,并分析其产酶特性。【方法】使用细胞计数法绘制菌株的生长曲线,使用离子色谱及气相色谱进行产物和残糖量分析,以DNS法及对硝基苯酚法检测菌株胞外蛋白的酶活性。【结果】解糖热解纤维素菌F32在以葡萄糖、微晶纤维素和未经预处理小麦秸秆为碳源时生长状况优于解糖热解纤维素菌DSM 8903。在以葡萄糖为碳源进行培养时,与菌株DSM 8903相比,菌株F32具有产乳酸较多,而产氢气较少的特点。在以微晶纤维素和未经预处理小麦秸秆为碳源进行培养时,与菌株DSM 8903相比,菌株F32胞外蛋白具有较高的内切纤维素酶活性和木聚糖酶活性。【结论】解糖热解纤维素菌F32表现出较强的木质纤维素降解能力,其与DSM 8903的产物组成及胞外蛋白的酶活性具有明显差异。     

毛木耳降解木质纤维素的研究

测定了毛木耳“沪毛一号”菌株瓶栽0—60天期间,其木屑基质中木素纤维素的降解和木质纤维分解酶活性的变化。结果表明,该菌能够同时降解木素、半纤维素和纤维素,尤以分解木素的能力为强(以各自相对百分含量减少计算),故毛木耳为白腐真菌。该菌的多酚氧化酶、羧甲基纤维素酶、滤纸纤维素酶和木聚糖酶的活性高峰均出现于菌丝体发育阶段,在子实体原基发生时(22天),羧甲基纤维素酶、滤纸纤维素酶、木聚糖酶的活性明显下降,在子实体发生后,该三种酶活性又复上升,直到头批耳成熟酶活仍处于较高水平。     

玉蕈降解木质纤维素的生理生化基础

本文研究了玉蕈在纤维废弃物上生长期间,培养基中主要成分的降解规律及有关的酶学分析。实验结果表明:1.玉蕈分解纤维素和半纤维素的能力较强,分解木素的能力很弱。因此,玉蕈是褐腐型木腐菌。2.纤维素是玉蕈子实体生长阶段的主要碳源。3.玉蕈生长期间可向培养基中释放羧甲基纤维素酶、滤纸纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶。酶活性在子实体生长阶段显著增加。进一步证明了子实体阶段酶活性增加与培养温度和子实体形成有密切关系。     

高效木质素降解菌的筛选及其对玉米秸秆的降解效果

本研究利用愈创木酚和苯胺蓝固体培养基对菌株进行初筛,利用形态学和分子生物学对筛选出的菌株进行鉴定,以黄孢原毛平革菌Phanerochaete chrysosporium CGMCC 5.0776为对照,利用其对玉米秸秆进行预处理并测定木质素和纤维素的降解率,测定筛选菌株在预处理玉米秸秆过程中漆酶、锰过氧化物酶(mang...     

纤维素降解菌的研究与应用进展

本文介绍了纤维素降解菌的研究进展和纤维素基因工程菌的开发,以及纤维素降解菌在农业和工业的应用进展,为探索和应用纤维素降解菌提供了新方向和思路.     

青霉生产木质纤维素降解酶系的研究进展

木质纤维素降解酶系的高效生产是实现植物生物质大规模生物炼制的重要支撑。就地生产木质纤维素降解酶,有助于降低其使用成本,提高技术经济效益。青霉是自然界常见的木质纤维素降解真菌,可以合成分泌种类多样、组分齐全的木质纤维素降解酶系,已被应用于纤维素酶制剂的工业生产。文中从就地生产降解酶,为木质纤维素生物炼制构建“糖平台”的角度,综述了青霉木质纤维素降解酶系的性质、菌株遗传改造及发酵工艺的研究进展。     

解淀粉芽孢杆菌MN-8对玉米秸秆木质纤维素的降解

微生物降解木质纤维素既是生物质资源化利用中的关键问题,也是亟需解决的难点问题.本文在前期获得木质素降解菌——解淀粉芽孢杆菌MN-8菌株的基础上,进一步研究该菌株对玉米秸秆木质纤维素的降解作用.研究利用玉米秸秆粉-MSM培养基对MN-8菌株进行固态发酵,监测发酵过程中木质纤维素酶活力和木质纤维素含量变化情况,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)和气质联用色谱(GC/MS)对木质纤维素的降解情况及产物进行分析.结果表明:解淀粉芽孢杆菌MN-8菌株可产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、纤维素酶和半纤维素酶等木质纤维素降解酶,在发酵10～16 d陆续达到酶活力峰值,最高酶活力分别为55.0、16.7、45.4和60.5 U·g-1.发酵24 d后,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率可分别达到42.9％、40.6％和27.1％.FTIR光谱数据表明,玉米秸秆发酵后木质素、纤维素和半纤维素的特征吸收峰强度均有一定程度的下降,表明木质纤维素被部分降解.GC/MS分析结果也证实,解淀粉芽孢杆菌MN-8能有效降解秸秆木质纤维素.MN-8菌株可断裂玉米秸秆木质素单体之间的连接键β-O-4,将秸秆木质素解聚为苯丙胺、苯丙酮和苯丙酸等保留木质素苯丙烷结构的单体化合物,并将部分单体化合物进一步氧化为Cα羰基化合物,如2-氨基-1-苯丙酮和紫丁香基苯乙酮等.在对纤维素和半纤维素降解产物的GC/MS分析中发现,降解产物包含葡萄糖、甘露糖和半乳糖等多种单糖化合物以及甲酸、乙酸、丙酸、1,1-乙二醇和3-羟基丁酸等代谢产物.表明解淀粉芽孢杆菌MN-8对秸秆木质纤维素表现出强降解作用,且该作用依赖于菌株产木质纤维素降解酶的能力.     

木质素降解菌的筛选及混合菌发酵降解秸秆的研究

农作物秸秆是农业生产的副产品,也是一项重要的生物资源。由于其成分结构的特殊性所导致的难降解问题,一直成为了转化利用秸秆的难题。目前,利用混合菌将秸秆纤维素转化为蛋白质、乙醇、乙酸、乳酸等研究已逐渐为人们所重视。本文通过马铃薯琼脂平板培养、马铃薯液体摇瓶培养和稻草秸秆固态发酵,从6株常见的食用白腐菌中筛选出了生长优势较强、产漆酶酶活高的平菇HF。为了让秸秆得到更好的降解和利用,采用平菇和康氏木霉二步混合发酵法;通过不同的组合方式,发现H6-T10组合得出的降解效果最好,其木质素降解率达到44.77%,纤维素降解率达到41.48%。     

1株瓦克青霉降解玉米秸秆条件的初步研究

从林间土壤中分离筛选获得产纤维素酶活力较高的菌株,经鉴定为瓦克青霉(Penicillium s askmanii ZN6).以滤纸酶活力为测定指标,开展瓦克青霉降解玉米秸秆条件研究,确定最佳温度32℃,起始pH 5.0,接种量6％(体积比),最适添加麸皮量为10％,降解时间72 h的滤纸酶活力达到6.27 IU/g.     

甲胺磷降解菌的筛选及降解特性研究

从长期受有机磷农药污染的土壤中分离到1株能降解甲胺磷的菌株B15,经生理生化鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。在甲胺磷无机盐培养基(甲胺磷浓度为0.5%)生长时,最适生长温度为28℃,最适pH为7.0,摇床培养(28℃190 r/min)48 h降解率达到83%。菌株在甲胺磷浓度为1%的无机盐培养基上能生长,但是在甲胺磷浓度为0.5%的无机盐培养基上生长最好,降解率最高。外加碳氮源对菌株的降解率有所提高,但是超过某一浓度降解率随着浓度的增加反而下降。     

瘤胃中木质纤维素降解菌及降解酶基因的研究进展

摘要：反刍动物瘤胃是公认的木质纤维素高效降解的天然反应器,对瘤胃微生物的研究成为开发生物能源的热点领域之一。其研究手段已经从传统的依赖分离培养从瘤胃中获得木质纤维素降解菌,并对降解菌中的木质纤维素降解酶逐一分析,发展到通过基因组/元基因组技术,直接从瘤胃中发现获得大量新的木质纤维素降解酶基因/基因簇,进而探讨其降解的分子机理。已有的研究结果表明,瘤胃微生物降解木质纤维素的过程非常复杂,其中涉及到大量不同种类的微生物、酶及基因/基因簇,随着新分析技术的建立和完善,对这些微生物、酶和基因的研究已取得了诸多进展。本论文综述报道了近期有关该方向的研究进展。     

纤维素酶的糖基化

木质纤维素价格低廉,供应充足,且未得到充分开发利用。把纤维素降解成葡萄糖,进而生产纤维素乙醇的技术已经进入商业应用阶段。提高纤维素酶的活性,有利于充分利用自然界中大量存在的木质纤维素,开发生物质资源,以缓解能源危机。糖基化修饰对纤维素酶的活性、稳定性以及其他性质有着重要的影响。因此,对纤维素酶糖基化的了解,以及合理地改善糖基化修饰,可以极大地提高木质纤维素降解速率,有利于工业上液体燃料的生产。     

瘤胃甲硫氨酸降解菌的分离及其16 S rDNA全序列分析

为分析研究山羊瘤胃液中甲硫氨酸降解菌群的物种资源,对经分离纯化获得的一株甲硫氨酸降解菌MB6-1,采用PCR方法扩增其16 S rDNA基因,并测定其基因的核苷酸全序列。基于16 S rDNA序列的同源性比较和系统发育学分析(ribosomal database projectⅡ;简称RDPⅡ数据库),发现MB6-1可能是普罗威登斯菌属(Providencia)中的一个新种。菌株MB6-1的16 S rDNA序列已经被GenBank数据库收录,其序列号为DQ436917。     

利用纤维素废弃物发酵生产纤维素酶的研究

以纤维素废弃物为原料利用黑曲霉LN0402菌株发酵生产纤维素酶。分别考察培养时间、碳源用量、装液量、摇床转速及孢子悬液体积分数等因素对该菌株利用不同碳源生产纤维素酶能力的影响。确立了黑曲霉LN0402利用不同纤维素废弃物产纤维素酶的最适条件。     

Detecting cellulase penetration into corn stover cell walls by immuno‐electron microscopy

In general, pretreatments are designed to enhance the accessibility of cellulose to enzymes, allowing for more efficient conversion. In this study, we have detected the penetration of major cellulases present in a commercial enzyme preparation (Spezyme CP) into corn stem cell walls following mild‐, moderate‐ and high‐severity dilute sulfuric acid pretreatments. The Trichoderma reesei enzymes, Cel7A (CBH I) and Cel7B (EG I), as well as the cell wall matrix components xylan and lignin were visualized within digested corn stover cell walls by immuno transmission electron microscopy (TEM) using enzyme‐ and polymer‐specific antibodies. Low severity dilute‐acid pretreatment (20 min at 100°C) enabled <1% of the thickness of secondary cell walls to be penetrated by enzyme, moderate severity pretreatment at (20 min at 120°C) allowed the enzymes to penetrate ～20% of the cell wall, and the high severity (20 min pretreatment at 150°C) allowed 100% penetration of even the thickest cell walls. These data allow direct visualization of the dramatic effect dilute‐acid pretreatment has on altering the condensed ultrastructure of biomass cell walls. Loosening of plant cell wall structure due to pretreatment and the subsequently improved access by cellulases has been hypothesized by the biomass conversion community for over two decades, and for the first time, this study provides direct visual evidence to verify this hypothesis. Further, the high‐resolution enzyme penetration studies presented here provide insight into the mechanisms of cell wall deconstruction by cellulolytic enzymes. Biotechnol. Bioeng. 2009;103: 480–489. © 2009 Wiley Periodicals, Inc.     

筛选选择性降解玉米秸皮的菌株

目的:筛选能选择性降解玉米秸皮的菌株,用于玉米秸皮生物机械法制浆的研究。方法:采用Bavendamm-PDA平板对玉米种植地土壤内的真菌进行初筛选,之后采用玉米秸皮降解实验对产生棕色变色圈的菌株和实验室现有白腐菌进行复筛选。结果:筛选到4株能在Bavendamm-PDA平板上产生棕色变色圈的菌株;降解实验显示杂色云芝引起了最大31.76%的重量损失,重量损失最小的菌株为粗毛栓菌lg-9;除杂色云芝和白耙齿菌降低了玉米秸皮苯醇抽出物外,其他处理样均增加;碳水化合物测定结果表明白耙齿菌处理样综纤维素的损失最大,且各种菌株所引起的综纤维素损失中,纤维素和聚戊糖损失所占的比例有很大差别。结论:粗毛栓菌lg-9对玉米秸皮木素降解的选择性最强,之后为Sd、黄袍原毛平革菌-14和黄袍原毛平革菌-25。     

油脂下脚料中残油微生物降解初步研究

以油脂降解菌Bacillus sp DE-8为出发菌,对油脂下脚料中的残油生物降解条件进行初步研究。结果表明:该菌对油脂下脚料降解条件为:起始pH值为8,接种量4%、摇床转速为150r.min-1、温度为32℃、发酵72h,该菌株对菜籽饼的降解率可达78.8%。     

Isolation, Characterization and Phylogenetic Analysis of an Aerobic Bacterium Capable of Degrading Bensulfuronmethyl

Summary An aerobic bacterium named strain BH was isolated from soil samples based on its bensulfuronmethyl-degrading characteristics using continuous enrichment cultures. The cells of the strain were non-motile, gram-positive short rods. Colonies formed on agar medium were round, smooth, sticky, white-yellow in colour and of butyrous consistency. Analyses of nutritional utilization in Biolog microplates, conventional phenotypic characteristics and 16S rRNA gene sequencing were consistent with assigning strain BH to the genus Brevibacterium. Growth of the cells and their ability to degrade bensulfuronmethyl were simultaneously monitored under different liquid medium conditions during 7 days of incubation. They degraded bensulfuronmethyl from 100 to 70.6 mg l⁻¹ in mineral M9 medium and exhibited more effective degradation in the presence of yeast extract, completely removing an initial concentration of 100 mg l⁻¹ and at best 80% of an initial concentration of 200 mg l⁻¹. Further studies are required to determine the potential use of the isolate in the disposal of bensulfuronmethyl residues in agriculture and industry.