微生物降解秸秆木质素的研究进展

我国秸秆资源丰富,每年产生逾8亿t作物秸秆。通过秸秆直接还田或肥料化还田不仅可以减少化肥的施用量,缓解农业污染压力,还能实现农作物秸秆的循环利用。木质素结构复杂,且与纤维素和半纤维素相互缠绕,因此秸秆的自然腐解过程中,木质素是主要的限速因子,为了提高降解效率,木质素降解菌的发掘和降解机制也逐渐成为研究热点。本文综述了降解木质素的真菌和细菌的研究现状,对比其真菌和细菌降解特性的优缺点并分析复合降解菌群的优势。随后对木质素降解酶系的酶学性质、在不同微生物中的表达特性进行总结,对木质素降解机制及衍生芳烃代谢路径的研究进展进行综述。最后整理木质素降解微生物在秸秆肥料化技术中的应用进展,并探讨了微生物降解秸秆木质素的应用前景和未来的研究方向。     

利用农作物秸秆栽培食用菌变废为宝实现高效循环经济

本文通过充分利用农作物秸秆大力发展食用菌产业。贯彻落实科学发展观,促进农业经济、生态良性循环,建设资源节约型生态高效农业,实现农业可持续发展,解决"三农"问题、增加农民收入、建设社会主义新农村、实现小康目标。     

秸秆降解菌的筛选及对秸秆的降解效果

作物秸秆作处置不当可能严重影响农村生态环境。目前东北地区的秸秆处置方式主要为直接打碎还田,但秸秆在自然环境中不易腐化,影响春耕。从添加外源微生物促进秸秆原位腐化角度开发新型可培养秸秆降解菌,具有重要意义。本实验通过菌种富集培养、刚果红培养基初筛和滤纸条崩解试验复筛的方法,从腐烂的秸秆和牛肠道中分离筛选潜在的高效纤维素降解菌,测定其最适生长温度和pH,在液态发酵培养条件下考察菌株实际降解能力,共获得具有较高玉米秸秆降解能力的降解菌5株。5种菌株的生长峰值均出现在温度20～30℃,pH值7.5～8.5范围内。液态发酵培养15天后,秸秆失重率为菌株NX9(53.88%)>NF6(51.36%)>JF3(46.97%)>JZ8(45.2%)>JX4(35.79%)>CK(23.88%)。其中,菌株NX9(温度30℃、pH 7.5)对秸秆半纤维素和木质素的降解能力最强,15天降解率分别为48%和37.7%;筛选出的NF6和JF3属于耐冷微生物,特别是菌株NF6在4℃条件下也能生长繁殖,为北方开展"外源微生物促进秸秆原位腐化"技术提供了基础。     

木质纤维素酶高产菌株的筛选及其对玉米秸秆降解效果的影响

为了提高玉米秸秆中木质素的降解率,从腐烂的树枝和土壤中筛选木质纤维素酶高产菌株,以秸秆为唯一C源富集培养后,采用PDA-愈创木酚法进行初筛,筛选出产木质素酶真菌5株,然后以玉米秸秆为主要C源进行固态发酵和复筛。结果表明:第5号菌株在发酵玉米秸秆5 d后,使木质素的降解率达到最高(34.95%),粗纤维的降解率达到20.00%,显著高于其他4种菌株(P<0.05),其羧甲基纤维素酶比酶活达到116.35 U/g;10 d后,其木质素酶比酶活达到最高(45.64 U/g)。     

浅谈微生物在秸秆生物学转化中的应用

浅谈微生物在秸秆生物学转化中的应用吉海平（北京中国科技大学研究生院１０００３９）李王风斌陈金山（湖北大学生命科学系４３００６２）（山西太原工业大学化工系０３００００）（中国科学院文献情报中心１０００８０）一、前言据报道,我国年产农作物秸秆达５亿吨之多,用秸秆制作饲料和肥料,不仅可减少污染,还可变废为宝,解决目前饲料资源不足、价格昂贵等问题。另外,因为秸秆类的来源广泛,可以是玉米秆、稻草、麦...     

几种耐热戴氏霉对秸秆的降解效果

【目的】测定6株戴氏霉(Taifanglania)的生长温度特性及其对秸秆的降解效果。【方法】通过定时测定不同培养温度下的菌落直径绘制6株戴氏霉菌株的生长曲线;采用苯胺蓝法、愈创木酚法和木质素磺酸钙降解试验测定其木质素降解能力;用羧甲基纤维素钠水解圈测定法和胞外酶活测定法判定其对纤维素的降解能力;以失重法和范氏洗涤剂法检测其对水稻秸秆的降解效果。【结果】所试的耐热戴氏霉菌株均能耐受50 °C的高温,并能产生纤维素酶,但不同菌株产生的木质素降解酶有所差异;均具有降解秸秆的能力,其中合川戴氏霉(T. hechuanensis) H08.1菌株降解能力最强,其次是灰戴氏霉(T. cinerea) H57.1菌株,其秸秆降解率分别为50.2%和42.2%。【结论】合川戴氏霉H08.1菌株和灰戴氏霉H57.1菌株在秸秆的降解利用上具有潜在开发价值。     

微生物转化秸秆饲料

正秸秆作为农作物的主要副产品,是一种重要的可再生资源。利用微生物的降解能力,将秸秆转化为动物可利用的饲料,对于解决人畜争粮具有重大意义。微生物处理法具有提高营养价值、改善适口性、绿色无污染、能耗低等优点,是当前最具应用潜力和发展前景的秸秆饲料生产技术。本刊2013年第4期刊登了吴文韬、鞠美庭等发表的文章"一株纤维素降解菌的分离、鉴定及对玉米     

秸秆降解的微生物学机理研究及应用进展

综述了秸秆降解的微生物学机理的一些进展。降解秸秆的酶类主要是纤维素水解酶、Cx组分和 β 葡萄糖苷酶 ;降解秸秆的菌种在不同的土壤条件、温度条件下有所不同 ,其中以真菌中的木霉属分解能力较强 ;秸秆降解后对土壤性状有明显改善作用。目前 ,对落叶分解的消长规律研究较为深入 ,但对秸秆降解过程中菌落的演替规律仍需进一步研究     

低温秸秆降解微生物菌剂的研究进展

秸秆的成分主要有纤维素、半纤维素和木质素等,降解秸秆的微生物包括细菌、放线菌和真菌。低温秸秆降解微生物的选育方法有直接从自然界中筛选、诱变育种、原生质体融合育种、基因工程育种等。目前,筛选获得的低温秸秆降解菌株的数量有限,降解秸秆的能力不高,低温条件下菌株的降解机理都需要进一步的研究。综述了低温条件下秸秆降解微生物菌剂的研究进展。     

平菇(Pleurotus ostreatus)对稻草中木质素的生物降解及降解产物分析

变色圈试验证明平菇可以选择性优先降解稻草中的木质素,培养15d后,平菇对稻草中的木质素降解率为17.86%,对综纤维素降解率为2.44%,选择性指数为9.79。生料栽培平菇后,稻草中的木质素被降解50.24%。用气—质色谱(GC/MS)和红外光谱(IR)对木质素降解产物分析结果表明,平菇对稻草中木质素的降解效果十分明显,降解产物中检测出了大量含有苯环的小分子,证明木质素聚合体的降解首先发生在单体的侧链及单体间的连键上,发生Cα-Cβ、β-O-4等断裂,形成了单体。在进一步的降解过程中,平菇表现了其自身特有的降解机制,取代苯环单体上的甲氧基为甲基,而后发生苯环的开裂,这与报道的白腐菌降解过程有所不同。红外光谱分析中,平菇对木质素的降解明显,降解产物中含有很多木质素单体所特有的基团,如紫丁香基、愈创木基等,说明木质素的降解首先发生的是侧链的氧化反应。     

焚烧秸秆不利于玉米幼苗和根际微生物的生长

焚烧秸秆对玉米幼苗生长具有明显抑制作用,苗高、苗鲜重、苗干重、苗体积、根干重、根体积、须根数、根系活力、胚乳有机物转化率均明显降低.根际微生物中的细菌、放线菌和真菌分别减少36.53%、16.20%和21.17%.     

作物数量性状基因研究进展

分子生物技术的发展对作物数量性状基因（QTL）研究提供了条件,不同的定位群体各有其特点,相继出现的QTL定位也逐步完善。大量的研究揭示了QTL的基本特征,剖析了重要农艺4性状的遗传基础,给作物遗传改良带来了新的策略,不断深入的研究已经完成了特定的QTL的精细定位和克隆。本从QTL的定位群体,定位方法,研究现状,精细定位与克隆,以及QTL利用等方面对作物数量性状基因的研究进行了综述。     

新疆阿魏菇与杏鲍菇中氨基酸含量的分析研究

对新疆阿魏菇与杏鲍菇的氨基酸成分进行系统分析,结果显示新疆本地的阿魏菇和杏鲍菇中17种氨基酸含量丰富,种类齐全,阿魏菇中氨基酸总量为16.80%高于杏鲍菇中氨基酸总量(14.34%);两种菇中必需氨基酸含量(EAA)占总氨基酸含量的比例分别为34.72%和37.92%。新疆阿魏菇与杏鲍菇种富含人体必需的氨基酸,可作为饮食氨基酸来源的重要补充。     

Utilization of lignocellulosic waste by the edible mushroom,Pleurotus

Lignocellulosic waste represents huge amounts of unutilized renewable resource. The use of the polysaccharides in the lignocellulosic complex is limited due to their high lignin content. White rot fungi are capable of selectively degrading lignin, thereby upgrading it. The focus of this article is on the potential utilization of edible mushrooms of the genus Pleurotus, via solid state fermentation, using cotton plant stalks as a substrate. This material poses agrotechnical problems since the stalks have a fibrous structure similar to that of hardwood. Potential uses for this material are as a fuel in rural areas, a substrate for mushrooms, an animal feed and substrate for paper making. In this study, degradation of cotton stalks by Pleurotus is described using chemical analyses and scanning electron microscopy. During four weeks of solid state fermentation, lignin content significantly decreased and in vitro digestibility was increased. The fermentation product was consumed by ruminants at a level of up to 40% of their diet.     

灰树花秸秆栽培基质配方的优化

木屑一直是灰树花主要的栽培基质,但木质资源日趋匮乏。本文采用单纯格子法筛选替代木屑基质的原材料及高产配方,以玉米芯、玉米秸秆、大豆秸秆、水稻秸秆为栽培基质,以产量为考核指标,建立各组分配比与产量之间的回归模型,优化栽培配方及考察配方中各组分的互作效应。结果表明:玉米芯可以替代木屑栽培灰树花,大豆秸秆、水稻秸秆和玉米秸秆可以与玉米芯进行合适配比,也可以替代木屑基质。优化的高产配方为75%玉米芯,23%麦麸,2%轻质碳酸钙,每袋产量平均达133.3 g,比对照配方平均产量(97.25 g)高出36.05 g,提高了37.07%。     

不同作物秸秆还田对设施黄瓜生长及光合特性的影响

以黄瓜品种‘津优4号’和经过1年腐熟的花生秸秆、玉米秸秆和稻壳为试验材料,研究不同作物秸秆还田对黄瓜生长、营养吸收及光合特性的影响。结果显示:（1）与对照相比,不同作物秸秆还田不仅显著增加了黄瓜植株的根系活力和叶片硝酸还原酶活性,而且提高了黄瓜叶片的叶绿素含量、PSⅡ最大光化学效率（F^v/F^m）和实际光化学效率（Ф^PSⅡ）及光合速率,使得黄瓜叶片对光能的利用效率增加,净光合速率显著增强。（2）不同秸秆还田还促进了黄瓜的株高、茎粗、地上部和根系的干鲜重增加,显著提高了黄瓜产量。（3）玉米秸秆还田效果最好,其黄瓜产量（5 765.74 g·m^-2）较对照显著提高了43.8%,其次为花生秸秆还田,稻壳还田效果稍差。研究表明,秸秆还田促进了黄瓜植株根系吸收能力,显著增强了叶片的氮代谢、光能利用效率、净光合速率,从而促进了黄瓜植株的生长发育,提高了产量,并以玉米秸秆还田效果最佳。     

刺芹侧耳菌渣对肺形侧耳（秀珍菇）生长和营养成分的影响

以常规棉籽壳培养料为对照,用刺芹侧耳Pleurotus eryngii工厂化生产的废料（简称菌渣）代替部分棉籽壳进行格氏侧耳Pleurotus geesterani栽培试验,并测定格氏侧耳的营养成分。结果表明,供试培养料中菌丝长势均良好,随着菌渣替代比例的增加,菌丝满袋时间、原基出现时间和转潮期缩短,生长周期变短;菌渣代替比例增加,产量呈降低趋势,其中替代比例33%（1:2）和55%（1.2:1）时培养料的生物学效率与对照无显著差异,替代比例55%和78%（3.5:1）时培养料对第四潮和第五潮菇产量影响明显,显著低于对照;供试菌渣培养料栽培格氏侧耳的粗蛋白和总氨基酸含量略高于或显著高于对照,说明添加适量的菌渣栽培格氏侧耳可提高子实体的营养成分。     

侧耳菌与粗毛栓菌在麦草培养基中产生木质纤维素降解酶的研究

草本植物,包括农作物秸杆的木质素主要是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇的脱氢聚合物和对香豆酸组成[1,2],是结构复杂、稳定、多样的生物大分子物质.虽难于被一般微生物降解,但自然界中仍存在一些可降解木质素的微生物种类,白腐真菌是最重要的一类,它们通过分泌漆酶(Laccases,Lac)、木质素过氧化物酶(Lignin peroxidases,LiP)、锰过氧化物酶(Manganese-dependent peroxidases,MnP)、纤维素酶(Cellulas-es,Cel)和半纤维素酶(Hemicellulases,Hcel)等降解植物生物质.由于白腐菌在造纸工业中的生物制浆和纸浆生物漂白、环境保护等方面[4]有着很好的应用前景,因此倍受关注. 本研究选用在液体培养基中产酶能力强且产酶较快的白腐真菌侧耳sp2和粗毛栓菌[5]进行固体培养,研究它们产生木质纤维素降解酶类和降解植物生物质的能力.研究结果报道如下.