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（manganese peroxidase,MnP）和木质素过氧化物酶（lignin peroxidase,LiP）活性。结果表明:利用愈创木酚和苯胺蓝固体培养基,从16株白腐真菌菌株中筛选出2株具有较高漆酶或MnP活性的菌株,鉴定其为桦栓孔菌Trametes betulina (L.) Pilát（ZT-153）和亚黑管孔菌Bjerkandera fumosa (Pers.) P. Karst.（ZT-307）,测定T. betulina ZT-153和B. fumosa ZT-307对玉米秸秆酸不溶木质素降解效率分别为13.60%和21.87%,较对照P. chrysosporium CGMCC 5.0776高1.58%和9.85%,对纤维素的降解率较低,分别为4.10%和4.50%。2株菌株在预处理玉米秸秆过程中,T. betulina ZT-153表现出漆酶和MnP活性,B. fumosa ZT-307只表现出LiP活性。其中B. fumosa ZT-307对玉米秸秆酸不溶木质素的降解效率最高,在秸秆资源的综合利用方面具有较好的潜力和应用前景。     

利用农业废弃物生产嗜热真菌(T.lanuginosus)耐热木聚糖酶的固体发酵研究

研究了嗜热真菌(Thermomyces lanuginosus CBS288.54-M18)生产木聚糖酶的碳氮源组成、料水比、培养基初始pH值、发酵温度及接种量等的影响.结果表明,以麦麸和玉米芯粉(8:2)作为复合碳源,酵母膏和胰蛋白胨(1:1)作为复合氮源时,菌株所产的木聚糖酶量相比未优化碳氮源的培养基提高幅度高达200%.其最佳产酶的料水比为1:3,培养基初始pH 7.0为最适.菌株在50℃条件下发酵5 d,能够得到活力高达15023 U/g干基碳源的木聚糖酶制剂,且该酶制剂不合纤维素酶和蛋白酶活性.     

篮状菌属的四个中国新记录种

在系统调查我国篮状菌属Talaromyces物种资源的工作中,分离得到了10株篮状菌。基于形态学和BenA、CaM及rDNA ITS1-5.8S-ITS2序列的分子种系学分析确定它们分属于6个种,即艾米斯托克篮状菌T. amestolkiae、暗玫瑰篮状菌T. atroroseus、暗绿篮状菌T. fuscoviridis、肯德里克篮状菌T. kendrickii、斯托尔篮状菌T. stollii和多样篮状菌T. versatilis,其中后4种为篮状菌组section Talaromyces的我国新记录种。T. fuscoviridis生长适中,在MEA培养基背面呈特征性的暗绿色,形成绒兼短絮状菌落,产生稀疏的灰色分生孢子,其帚状枝双轮生兼单轮生,瓶梗为安瓿形;T. kendrickii生长适中,产生典型绒状菌落和大量深绿色分生孢子,其帚状枝双轮生兼不规则生,排列紧密,瓶梗为安瓿形;T. stollii生长迅速,形成绒状兼絮状菌落并产生大量灰绿色分生孢子,其帚状枝双轮生兼三轮生,排列紧密,瓶梗为典型披针形;T. versatilis生长迅速,形成短絮状兼绳状菌落,产生脏粉色菌丝体和稀疏的灰色分生孢子,其帚状枝双轮生兼单轮生,排列不紧密,瓶梗为安瓿形。这4个新记录种的发现进一步丰富了我国篮状菌属的物种资源。     

篮状菌属的三个中国新记录种

报道依据形态学和基于BenA、Rpb2和rDNA ITS1-5.8S-ITS2序列的分子系统学分析确定的篮状菌属篮状菌组Talaromyces sect. Talaromyces的3个中国新记录种,即蛇床篮状菌T. cnidii,苹果篮状菌T. malicola和丘陵篮状菌T. tumuli。T. cnidii生长较快,形成典型的绒状菌落,产生大量橄榄绿色分生孢子,在CYA和MEA上菌落背面呈深红色;其帚状枝为双轮生兼不规则生,分生孢子椭球形至卵形,壁光滑,大小不一。T. malicola生长适中,在CYA上形成絮状兼绳状菌落且只产生少量分生孢子,但在MEA上产生大量灰绿色分生孢子;其帚状枝主要为紧密双轮生,偶尔单轮生,分生孢子球形至近球形,壁光滑至稍粗糙。T. tumuli生长适中,形成絮状兼绳状菌落并产生大量灰绿色分生孢子;其帚状枝为双轮生兼不规则生,排列不紧密,瓶梗安瓿形,分生孢子椭球形至柠檬形,壁光滑至稍粗糙。     

一株新分离的云芝栓孔菌Z-1应用于木质素降解及染料脱色

木质素是一种非结晶性的复杂三维网状酚类高分子聚合物,被认为是木质纤维素生物质抗降解的天然屏障。探索并开发高效降解木质素的微生物资源已成为近些年来的研究焦点。本研究对新分离的一株具有潜在木质素降解能力的菌株Z-1开展了系列研究。首先通过形态学和系统发育分析将菌株Z-1鉴定为云芝栓孔菌Trametes versicolor。平板定性检测初步表明云芝栓孔菌T. versicolor Z-1具有较强的产过氧化物酶和漆酶能力。以木质素为唯一碳源时,T. versicolor Z-1对木质素的降解率和脱色率分别可达13.38%和26.43%。酶活检测分析表明该菌主要是通过分泌漆酶和锰过氧化物酶（manganese peroxidase,MnP）降解木质素。利用傅里叶变换红外光谱（fourier transform-infrared spectroscopy,FT-IR）、扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）及气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectroscopy,GC-MS）对云芝栓孔菌T. versicolor Z-1降解后木质素残渣结构以及代谢物的鉴定分析结果证实了该菌对木质素的强降解能力,并表明该菌对木质素的降解途径包括酚醚键的断裂、芳香环侧链氧化裂解以及芳香环开环反应等。此外,该菌还对多种芳香类染料展现出了强的脱色能力,其中对刚果红、孔雀石绿和考马斯亮蓝R-250 3种染料的脱色率达到100%。本研究表明云芝栓孔菌T. versicolor Z-1具有应用于工业化木质素降解与芳香化合物类染料脱色的开发前景。     

链霉菌Men-myco-93-63固体发酵的初步研究

试验对链霉菌Men-myco-93-63固体发酵的培养基和培养条件进行了研究.以产孢量为指标,通过单一固体基质筛选、组合固体基质筛选及正交试验得到适宜链霉菌Men-myco-93-63产孢的固体培养基是大米:高粱:米糠:稻壳为2:2:3:3(W/W/W/W),试验中产孢量最高达到2.52×109 CFU/g.在此培养基的基础上研究了装料量、初始水料比、接种量和培养温度对其产孢的影响.结果表明,链霉菌Men-myco-93-63产孢的适宜条件为:装料量为15 g/500 mL三角瓶,初始水料比为1.7:1.0(V/W,不计稻壳质量),液体接种量为7 mL,培养温度为28℃.     

球孢白僵菌Bb174固态发酵产几丁质酶产酶及酶学特征研究

对球孢白僵菌(Beauveria bassiana)Bb174产几丁质酶进行了固态发酵条件及酶学特征的研究.结果表明,以4:1麸皮:蚕蛹粉、蛋白胨1g·L^-1作为产酶最适培养基,在75g培养基中接种3ml液态种子,自然pH下28℃培养2d,酶活可达最高,为126U·g^-1(干培养基).粗酶液的最适反应温度为40℃,最适反应pH5.0,在30～70℃保温1h,得半失活温度48℃.在30～40℃、pH4～6范围内,酶的性质最稳定.根据Lineweaver-Burk作图法,得到该酶的动力学参数K_m为0.52mg·ml^-1,V_m为0.7△E₆₈₀·h^-1.     

黄土高原生物结皮对SCS-CN模型初损率的影响

水文模型是水文过程研究的有效工具,初损率(λ)是径流模型SCS-CN模型的参数,对模拟流域水文过程具有重要意义。为了确定生物结皮对λ的影响,提高该模型在黄土高原生物结皮广泛分布的退耕地的预测精度,本研究以陕西省定边县鹰窝山涧流域不同盖度的生物结皮坡面为对象,采用模拟降雨试验,分析土壤潜在最大入渗量(S)与实际入渗量(F)的关系,以及生物结皮盖度对λ的影响,并修订了λ;在此基础上,采用陕西省安塞县纸坊沟流域生物结皮径流小区的模拟降雨试验数据校验了参数修订后的模型。结果表明: 生物结皮坡面S与F的关系式为: S/F=2.5×60/T(其中T为降雨历时);模型参数λ与生物结皮盖度(C_BSC)呈极显著负相关关系,二者关系式为: λ=0.0791×e^{(-0.015×C_BSC}),R²=0.60;较λ取标准值,依生物结皮盖度修订λ后,SCS-CN模型Nash效率系数提高338.7%,合格率提升16.1%。研究结果为黄土高原生物结皮坡面λ的确定提供了科学依据,对准确评估黄土高原退耕还林(草)工程的水文效应具有重要意义。     

抗油桐枯萎病木霉菌的分离鉴定及抑菌作用研究

油桐是我国重要的木本油料植物,其生产的桐油作为天然的优良干性油在工业上具有广泛用途。但由油桐专化型尖孢镰孢菌Fusarium oxysporum f. sp. fordiis（Fof-1）侵染引起的枯萎病给油桐产业造成了毁灭性灾害,目前尚无有效防治手段。众多实践证明,利用生防菌可以有效防治土传枯萎病。本研究发现,在抗病油桐根围土壤中木霉菌的相对丰度较高,并从中分离获得了16株木霉菌;通过形态学鉴定和ITS-TEF1双基因联合构建系统进化树,鉴定出4种木霉菌：拟康宁木霉Trichoderma koningiopsis（TkonT1）、螺旋木霉T. spirale（TspiT2）、深绿木霉T. atroviride（TatrT3）和哈茨木霉T. harzianum（TharT4）;通过对峙培养试验,发现木霉菌株TkonT1、TharT4和TspiT2具有较好的抑菌效果;进一步显微观察发现菌株TkonT1和TatrT3可缠绕在尖孢镰孢菌菌丝体上或穿入菌丝体内营寄生生长,吸收病菌菌丝体养分进而导致病菌菌丝体破裂和细胞原生质消解。结果表明,从抗病油桐根围土壤中获得的拮抗木霉菌株可用于油桐枯萎病的生物防治。     

啤酒糟固态发酵产β-葡萄糖苷酶的研究

利用啤酒糟为培养基对黑曲霉固态发酵产β-葡萄糖苷酶的工艺条件进行了优化和动力学研究。单因素试验表明,最适产酶温度、料液比和接种量分别为30℃、1∶5(啤酒糟∶水,g∶mL)和10%(mL/g);利用L9(34)正交试验优化反应条件,结果表明,在25℃,初始料水比为1:5,接种量10%的条件下,培养4d,β-葡萄糖苷酶的酶活可达10.85U/g。动力学研究表明,β-葡萄糖苷酶在96h进入产酶的高峰期,120h达到酶活最大值。     

高产纤维素酶的拟康宁木霉菌株8985固态发酵条件优化

木霉是重要的产纤维素酶真菌,在其可利用性评价筛选过程中,获得了一株在实验室条件下高产纤维素酶的拟康宁木霉菌株8985.采用响应面法对8985产纤维素酶的固态发酵条件进行了研究,以滤纸酶活为响应值,通过Plackett-Burman设计对11个因素进行了筛选,包括温度、湿度、发酵时间、K2HPO4、(NH4)2SO4、T...     

昆虫肠道木霉及其对芒果炭疽病菌拮抗作用

为获得优良生防木霉菌株,本研究以昆虫肠道为样本,从中分离鉴定木霉菌株,并以芒果炭疽病菌盘长孢状刺盘孢为靶标菌,通过对峙培养、挥发性物质和非挥发性物质筛选拮抗效果最优的木霉菌株,测定其孢子悬浮液对芒果炭疽病的室内防效研究.结果 显示,从105份昆虫肠道中共分离获得10株木霉,通过形态学特征和Tef1-Rpb2双基因联合建...     

不同固体发酵培养基下三种白腐真菌分泌的木质纤维素酶活性

本研究选取众所周知的典型白腐真菌树舌灵芝Ganoderma applanatum、毛栓孔菌Trametes hirsuta和木蹄层孔菌Fomes fomentarius作为研究对象,对其利用木质纤维生物质进行发酵及添加有机营养、无机盐、金属离子、表面活性剂等进行了探索,期间以测定漆酶、滤纸纤维素酶、木聚糖酶活性表征3种菌株对木质纤维生物质的预处理能力,为确定白腐真菌菌株及单环境因子而达到高效预处理木质纤维生物质提高生物转化效率的目的奠定了重要的理论基础。结果显示,3种菌株分泌的木质纤维素酶在10周内基本都呈现先上升后下降的趋势,且酶活都较高,均可作为木质纤维生物质预处理的备选菌株。相比于针叶树（落叶松）基质,阔叶树（白桦）基质更适宜于3种菌株生长及分泌木质纤维素酶。各环境因子中,Cu²⁺的添加可提高漆酶活性,表面活性剂对于3种酶活的诱导作用均十分显著。     

真空微波诱变结合化学诱变选育酸性纤维素酶高产菌株

以酸性纤维素酶产生菌绿色木霉（Trichoderma viride）WL0512作为原始出发菌株,首先经自然分离筛选出一株产酶较稳定的菌株TVN-18,其羧甲基纤维素酶活（CMC酶活）达2765．8U／g,滤纸酶活（FPA酶活）达48．5U／g。再经真空微波和甲基磺酸乙酯（EMS）逐级诱变处理,获得了一株高产、稳产酸性纤维素酶的E6—1菌株,其CMC酶活达4396．6U／g,FPA酶活达126．0U／g,分别是菌株TVN-18的1．59倍和2．60倍。通过对固态发酵培养基麸皮和稻草比例、料水比以及初始pH值的优化,突变株的产酶能力进一步得到提高,其产的CIVIC酶活和FPA酶活分别提高了22．3％和22．4％。     

Bench-scale fermentation of Trichoderma viride on wastewater sludge: Rheology, lytic enzymes and biocontrol activity

Conidiation and lytic enzyme production by Trichoderma viride at different solids concentration of pre-treated municipal wastewater sludge was examined in a 15-L fermenter. The maximum conidia concentration (5.94 × 10⁷ CFU mL⁻¹ at 96 h) was obtained at 30 g L⁻¹ suspended solids. The maximum lytic enzyme activities were achieved around 12–30 h of fermentation. Bioassay against a fungal phytopathogen, Fusarium sp. showed maximum activity in the sample drawn around 96 h of fermentation at 30 g L⁻¹ suspended solids concentration. Entomotoxicity against spruce budworm larvae showed maximum value ≈17290 SBU μL⁻¹ at 30 g L⁻¹ suspended solids concentration at the end of fermentation (96 h). Plant bioassay showed dual action of T. viride, i.e., disease prevention and growth promotion. The rheological analyses of fermentation sludges showed the pseudoplastic behaviour. In order to maintain required dissolved oxygen concentration ≥30%, the agitation and aeration requirements significantly increased at 35 g L⁻¹ compared to 30 and 25 g L⁻¹. The oxygen uptake rate and volumetric oxygen mass transfer coefficient, k_La at 35 g L⁻¹ did not increase in comparison to 30 g L⁻¹ due to rheological complexity of the broth during fermentation. Thus, the successful fermentation operation of the biocontrol fungus T. viride is a rational indication of its potential for mass-scale production for agriculture and forest sector as a biocontrol agent.     

pH对灵芝液态发酵代谢物及抗氧化活性的影响

已有研究报道灵芝栽培生长的最适pH在中性偏酸环境,在碱性范围的生长及代谢情况鲜见报道。本研究主要探究广泛pH对灵芝液态发酵代谢物及其抗氧化活性的影响。采用摇瓶液态培养后分析代谢物中灵芝三萜、胞内外多糖、菌丝体蛋白及抗氧化活性等指标,系统比较灵芝菌丝体在pH值2-11的生长和代谢情况。研究结果表明,灵芝菌丝体生长、合成灵芝三萜、胞内多糖、30E胞外多糖、菌丝体蛋白和菌丝体水解氨基酸的最适pH值分别为10、3、2、7、2和2。对应结果分别为17.13 g/L、33.86 mg/g、72.73 mg/g、7.86 g/L、71.42 mg/g和107.10 mg/g。比对照分别提高28.5%、77.3%、22.4%、96.5%、97.1%和70.8%。胞内多糖组分1和组分2最高分子量均在初始pH 4,分别为1.016×10⁸ g/mol和9.280×10⁴ g/mol,胞外多糖组分1最高分子量在初始pH 10,为4.946×10⁶ g/mol;对菌丝体的总抗氧化能力、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2- picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力、羟自由基清除能力分析结果表明最佳的初始pH分别为3、7、9。本研究为液态发酵方式下灵芝生长及其代谢物定向调控发酵的工艺优化提供参考依据,同时发现灵芝菌丝体中优质蛋白及抗氧化活性可在功能性食品和化妆品领域推广应用。     

液态发酵条件下拟康宁木霉8985产纤维素酶能力初探

液态发酵条件下,以微晶纤维素为唯一碳源,比较了拟康宁木霉Trichoderma koningiopsis 8985和里氏木霉T.reesei QM9414产纤维素酶的能力。8985发酵12 h开始产生纤维素酶,36 h时酶活达到产酶峰值的50%,此时QM9414尚未诱导产酶。测定8985发酵84 h时上清液中滤纸纤维素酶、羧甲基纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶的酶活分别为1.06、3.62、1.80和6.67 IU/mL,分别是QM9414上述酶活的1.72、1.70、6.35和1.12倍。8985滤纸纤维素酶酶活的最适反应条件为pH 4.5,反应温度50℃,在Fe³⁺(≤4 mmol/L)和Cu²⁺(0–10 mmol/L)存在条件下酶活稳定。     

中国东北地区三种蜜环菌的生物学特性及奥氏蜜环菌人工培养

蜜环菌属Armillaria真菌具有较高的食药用价值。由于蜜环菌的生长发育过程较复杂,还未完全实现商业化栽培,野生资源的供应受到季节性和地域性的影响。本研究以采自东北地区蜜环菌属的3个菌株为研究对象,通过培养物的形态特征及分子标记确定菌株JG19016为奥氏蜜环菌A. ostoyae,菌株JG19017为高卢蜜环菌A. gallica,菌株JG19018为中国蜜环菌生物种C。奥氏蜜环菌JG19016最适生长温度为25 ℃,高卢蜜环菌JG19017的最适生长温度为22 ℃,中国蜜环菌生物种C JG19018则在22-25 ℃时菌丝生长速度最快;3个菌株最适pH为5-6。奥氏蜜环菌JG19016对葡萄糖和蔗糖利用率较好,高卢蜜环菌JG19017对葡萄糖利用率较好,中国蜜环菌生物种C JG19018对葡萄糖和淀粉利用率较好;蛋白胨对3个菌株促进作用最强,为最适氮源。培养基中加入VB₁,对3个菌株的菌丝生长均有明显的促进作用。奥氏蜜环菌JG19016菌丝生长的最优培养基配方为：葡萄糖20 g,蛋白胨3 g,磷酸二氢钾2 g,硫酸镁1.5 g,VB₁ 10 mg,琼脂20 g,水1 L。在木屑基质中培养,其配方的最优碳氮比为38:1,最佳木屑粗细比为3:1以上。出菇条件探索结果显示,菌丝及菌索长满菌袋(17 mm×33 mm×5 mm丝聚乙烯袋)需要50-60 d,之后在18 ℃、60%湿度和12 h散射光的环境中,10 d左右可观察到原基产生。增加菇房湿度到90%-95%,2-3 d可观察到1-3 cm的幼子实体,7 d左右菌柄和菌盖完全分化,10 d左右观察到菌盖展开。