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。     

外源微生物及辅料对秸秆降解效果的影响

研究加入外源微生物及添加辅料对秸秆降解率的影响。通过秸杆固体培养进行了降解试验,结果显示,加入外源微生物后纤维素降解率明显提高,嗜热侧孢霉可提高34.76%,放线菌可提高18.99%。通过在秸秆中加入辅料香菇菌糠,培养后秸秆的纤维素含量由原来的32.11%降至14.19%,降解率达55.81%。加入外源微生物的秸秆降解过程具有升温快、温度高及高温维持时间长等优点。加入微生物的秸秆降解高温维持8 d,对照为6 d。秸秆降解过程中的最高温度分别为63℃和58℃。为下一步外源微生物的进一步研究及菌糠的大量利用提供参考。     

一株玉米秸秆纤维素降解放线菌的筛选、鉴定及酶学特性研究

为解决玉米秸秆固废污染和秸秆资源有效利用问题，采用刚果红染色法（水解圈法）和3，5-二硝基水杨酸（DNS）法从玉米秸秆还田土壤中筛选到一株纤维素降解菌，并对该微生物进行生理生化和分子生物学鉴定，发现该菌株降解纤维素效果较好，经鉴定该菌株为纤维素链霉菌（Streptomyces cellulosae），命名为SJS-15，并对该菌株的酶学特性及纤维素降解能力进行了初步研究。结果表明，菌株SJS-15在发酵培养基中的纤维素酶活（CMC）峰值为30.5 U/mL，最适反应pH为6.0，滤纸酶活（FPA）峰值为25 U/mL，最适反应pH为8.0，两种酶均能在温度20~60 ℃，pH 4.0~10.0范围内保持较高酶活性。纤维素分解实验表明菌株SJS-15对玉米秸秆和滤纸有分解能力，40 d时对玉米秸秆降解率为35.6%（质量分数，下同），对滤纸降解率为18.6%。扫描电镜结果显示经菌株处理的玉米秸秆较对照有明显降解痕迹。菌株SJS-15具有良好的抗逆性和玉米秸秆纤维素分解能力，可作为玉米秸秆还田和堆肥发酵的高效菌株进行进一步研究。     

降解棉秸秆耐热菌株的鉴定及降解条件优化

【目的】鉴定从新疆棉花秸秆高温堆肥中分离出的两株耐热真菌Z1、Z2的属种,并通过优化影响菌株产生纤维素酶的因素来提高菌株对秸秆的降解率。【方法】经形态学和菌株的ITS区克隆与序列分析确定属种,以液体摇瓶发酵产滤纸酶活性(FPA)变化为衡量指标,对Z1、Z2以及二者混合菌(MS)的纤维素酶产生条件进行优化。【结果】菌株Z1为曲霉属烟曲霉(Aspergillus fumigatus Fresen),Z2为蚀丝霉属(Myceliophthora Cost.)。确定Z1以棉秸秆为碳源、以NaNO3为氮源、起始pH 9.5、接种量11%、50°C摇床培养10 d,对棉秸秆降解率为10.19%;Z2以麦秸秆为碳源、以NaNO3为氮源、起始pH 5.5、接种量9%、50°C摇床培养10 d,对麦秆降解率为27.50%;MS以棉花秸秆为碳源、以蛋白胨为氮源、起始pH 5.5、接种量11%、50°C摇床培养10 d,对棉秸秆的降解率为53.45%。【结论】实验表明,MS(Z1、Z2混合)对秸秆的降解效果优于单株菌,降解率达到一半以上,本研究中的两株耐热真菌在降解棉花秸秆、小麦秸秆等农作物废弃秸秆中具有较高的应用价值。     

两株戴氏霉对水稻秸秆的降解及产酶研究

本文旨在构建能够高效降解水稻秸秆的戴氏霉组合菌。通过兼容性试验,选取木质素降解菌灰戴氏霉H57.1菌株与纤维素降解菌合川戴氏霉H08.1菌株组合发酵降解水稻秸秆,以失重法和范氏洗涤剂法检测其对秸秆的降解效果,用胞外酶活测定法探索其产酶规律。结果表明,菌株H57.1和H08.1具有良好的兼容性;组合菌H57.1+H08.1对水稻秸秆的降解能力明显高于单一菌株,秸秆失重率高达55.7%,木质素、半纤维素和纤维素降解率分别为48.9%、72.6%和57.0%;对发酵过程产酶情况的分析进一步表明,组合菌H57.1+H08.1降解水稻秸秆的能力与其产酶能力密切相关。     

苯胺降解菌的筛选、降解特性及其发酵优化

【背景】近年来,苯胺类化合物加重了生态环境的污染,而生物法处理苯胺类废水具有较大发展潜力与广阔的应用前景。【目的】从长期受苯胺类化合物污染的活性污泥中分离获得一株能高效降解苯胺的菌株,优化其培养基及降解条件,为苯胺生物修复提供菌株与基因资源。【方法】采用平板法从富集驯化的菌株中筛选出以苯胺为唯一碳氮源和能源的高效降解菌,通过16S rRNA基因测序鉴定菌种,利用单因素筛选实验对降解条件进行优化,通过正交试验优化培养条件。【结果】筛选到一株苯胺降解菌BA-6,经鉴定为微杆菌属(Microbacterium)。菌株BA-6对初始浓度为600mg/L苯胺的日降解率可达98%以上。其高效降解的温度范围是30–37℃,pH范围是6.5–7.5。底物利用实验表明,菌株BA-6具有降解多种苯胺类化合物的能力。发酵培养基优化实验获得一种发酵培养基,活菌量高达3.06×10¹⁰CFU/mL。【结论】苯胺降解菌BA-6对苯胺有较强的降解能力和环境调节能力,在修复苯胺类化合物的生态污染方面有一定的应用前景。     

降解烤烟秸秆和烟碱菌株的筛选及其产酶特性

摘要:【目的】为获得能够降解烤烟秸秆和烟碱的菌株,并探索其降解烤烟秸秆的利用途径。【方法】以烤烟秸秆为唯一碳氮源,从烟田土壤中进行了菌株的筛选。采用形态学观察、生理生化特性鉴定、16S rRNA基因序列鉴定等方法对该菌株进行了鉴定,并对其以烤烟秸秆为底物进行液态发酵的产酶活性和木质纤维素降解效果进行了测定。【结果】结果表明:该菌株为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。在以烤烟秸秆为主要营养物质液态发酵条件下该菌株具有较强的木质素降解能力,最大漆酶活力达到418.52 U/L,而木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶的最大酶活分别为19.71 U/L 和64.71 U/L。此外,发酵20 d后该菌能够完全降解发酵液中的烟碱。【结论】本研究筛选到了1株能够较好降解烤烟秸秆和完全降解烟碱的巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium),且该菌株具有利用烤烟秸秆生产漆酶的应用价值。     

低温降解玉米秸秆的木霉菌株筛选

【背景】木霉是自然界中常见的纤维素和半纤维素降解菌,在农业废弃物降解中具有重要应用潜力。【目的】筛选可在低温环境降解玉米秸秆的木霉菌株。【方法】测定31种木霉111个菌株在低温下的生长状况、水解纤维素和木聚糖产生的透明圈直径及部分菌株对玉米秸秆的相对降解率(relativedegradationrate,RDR);利用DNS法测定不同RDR代表菌株的纤维素滤纸酶(filter paper cellulase, FPase)、羧甲基纤维素酶(carboxymethyl cellulase, CMCase)和木聚糖酶(xylanase)活性,并分析它们在不同发酵阶段的酶活与秸秆降解率的关系。【结果】在10℃和5℃培养分别有100株和42株供试菌株能够生长,在15℃均能生长,其中19个菌株培养6 d产生的水解纤维素和木聚糖产生的透明圈直径大于60 mm、培养10 d对玉米秸秆的RDR为0.45%-8.09%;菌株9145、TC425、TC505和8987的FPase、CMCase和xylanase活性随着培养时间呈现动态变化,其中前两者的活性变化趋势基本一致,与RDR的关系密切。【结论】钩状...     

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。     

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.     

一株低温玉米秸秆降解真菌的筛选、鉴定及降解特性

【背景】在我国北方地区玉米秸秆还田时期地温低、秸秆降解慢,如何加速玉米秸秆低温腐解成为研究热点。【目的】从冷凉地区土壤中筛选具有高效降解纤维素能力的低温菌株,为秸秆的有效利用奠定基础。【方法】在低温培养条件下,采用稀释涂布平板法、羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose,CMC-Na)水解圈测定法、胞外酶活测定法、秸秆失重法进行低温秸秆降解菌株的初筛、复筛和秸秆降解性能的测定;根据菌株形态学特征及ITSrDNA序列分析对筛选菌株进行鉴定;利用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)法和秸秆失重法对菌株在不同接种量、培养基初始pH、温度情况下的纤维素酶活力和玉米秸秆降解能力进行研究。【结果】以16°C为筛选温度,获得一株在刚果红-羧甲基纤维素钠平板上D/d值为2.17、CMC酶活力为703 U/mL的高产纤维素酶低温真菌SDF-25;该菌株在4°C可以生长,10-16°C为最适生长温度,37°C条件下仍能生长;综合菌株的形态学和分子生物学测定结果,菌株SDF-25为草酸青霉菌(Penicillium oxalicum);该菌株最佳产纤维素酶的培养条件为接种量2%、初始pH为7.0、培养温度为10°C,在该培养条件下菌株SDF-25的CMC酶活为993.3 U/mL。失重法测定接种SDF-25于10°C培养15 d时秸秆降解率为39.5%,16°C时为44.9%。【结论】草酸青霉菌SDF-25可在低温条件下生长并具有较强的纤维素酶生产能力,在秸秆还田方面具有良好的应用前景。     

低温复配菌系对玉米秸秆的降解特性及稳定性

针对我国北方地区冬季还田秸秆腐解慢导致的出苗率降低及病虫害加重等问题,探究外源促腐微生物在低温条件下对玉米秸秆的降解特性,为低温秸秆降解复配菌系的大田应用提供数据支持.本研究利用单菌株 Achromobacter deleyi(A3)、Pseudomonas plecoglossicida(A4)、Aspergillu...     

乙醛降解菌Bacillus velezensis LT-2的发酵条件优化

【背景】乙醛作为醛类污染物广泛存在于生产生活中,相较于传统的物化方法,生物降解具有诸多优势,已成为研究热点。【目的】筛选获得降解乙醛的菌株并优化其发酵条件,为微生物降解乙醛提供试验资源。【方法】经过富集培养和乙醛降解试验获得一株乙醛降解能力高的菌株;通过单因子优化(碳源、氮源、金属离子、温度、转速、接种量和初始pH)和多因子的交互试验(Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken design试验)考察培养基组分和发酵条件对菌株降解乙醛的影响,并考察菌株在最佳条件下的生长状态和乙醛降解能力。【结果】筛选获得一株具有乙醛降解能力的菌株Bacillus velezensis LT-2,该菌株降解乙醛的最佳培养条件为：蔗糖30 g/L,营养肉汤0.6 g/L,氯化钾0.12 mol/L,温度28℃,初始pH 7.5,接种量6%,摇床转速200r/min。在此条件下,B.velezensisLT-2可在1g/L乙醛的培养液中生长,22h的降解率为89.77%±2.33%,是优化前降解率的3.58倍。【结论】试验菌株B. velezensis LT-2对乙醛具有良好的...     

一株纤维素分解菌的筛选、鉴定及其对玉米秸秆的降解效果

为了筛选具有高效分解玉米秸秆纤维素能力的菌株,采集玉米秸秆还田土样作为样品,并于20℃条件下进行富集培养。利用以玉米秸秆纤维素为唯一碳源的固体分离培养基和刚果红染色法进行初筛,再将筛选到的菌株进行液体发酵培养并取上清液测定酶活,最终获得1株产纤维素酶能力较强的真菌SY-403。结合形态学特征与分子生物学鉴定结果得知,菌株SY-403为蓝状菌属（Talaromyces stollii）。对其所产纤维素酶酶学性质进行初步研究,结果表明,该酶最适反应pH为6.0,最适反应温度为20℃。在模拟室外条件（15℃）下进行秸秆降解试验,玉米秸秆经菌株SY-403处理40 d时,秸秆失重率及纤维素分解率分别达到42.67%、55.26%。利用傅里叶变换红外（Fourier transform infrared,FTIR）光谱技术对降解过程中官能团的变化进行分析,结果表明,纤维素相关谱峰（1 052~1 054 cm-1）相对强度减弱,而羟基相关谱峰（1 328~1 330 cm-1）相对强度增强,这说明纤维素已被分解为可利用的短链结构,即菌株SY-403可用于降解玉米秸秆。     

木质素降解菌株的分离及其降解玉米秸秆过程中产酶特点

【目的】筛选高效降解木质素的菌株,并研究其以玉米秸秆为底物时木素降解酶活性。【方法】本研究以愈创木酚培养基和苯胺蓝培养基从吉林省不同经纬度的自然朽木及腐朽玉米秸秆土壤样品中分离、筛选得到高效降解木质素的菌株,并对其形态学鉴定,通过ITS序列分析构建系统发育树,分析菌株的分类地位。通过秸秆固体发酵过程产生的胞外木质素酶的活性分析,选出高效秸秆降解菌。【结果】筛选出1株高效降解秸秆的真菌,对其进行形态学特征和ITS序列分析,命名为白囊耙齿菌W2(Irpex lacteus W2)。该菌株在4–8 d内产生的锰过氧化物酶(Manganese peroxidase)呈上升趋势,并且在8 d达到峰值86.31 U/mL,与黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的最高酶活力45.86 U/mL相比,高出了88.20%(P0.01);该菌株的漆酶(Laccase)活力8 d时达到20.60 U/mL,比对照高40.76%(P0.05)。【结论】本研究分离到一株具有较强降解秸秆能力的真菌,初步鉴定为Irpex lacteus W2,具有较强的降解秸秆能力,其降解秸秆过程中产生较高的锰过氧化物酶与漆酶活力。     

大庆地区玉米秸秆分解微生物的筛选及初步研究

目的从大庆地区土壤样品中分离能够降解玉米秸秆的菌株。方法采用刚果红染色法和滤纸片失重法筛选得到具有较高降解纤维素能力的菌株,进一步测定菌株对玉米秸秆中纤维素的降解能力,最后测定温度和p H对菌株生长的影响。结果得到能够降解玉米秸秆的菌株4株,其中4#菌株的纤维素降解能力为23.32%,秸秆失重率为28.86%,相对适宜的培养温度为37℃,p H为6.0-7.0。结论得到一株具有较高秸秆分解能力的大庆地区土壤本源菌。     

三株高效秸秆纤维素降解真菌的筛选及其降解效果

【目的】利用多种筛选方法,获得高效秸秆纤维素降解真菌,并研究其秸秆纤维素的降解能力。【方法】采用滤纸片孔洞法、滤纸条降解法、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)水解圈测定法、秸秆失重法、纤维素分解率测定法、胞外酶活测定法等常规秸秆纤维素降解菌的筛选方法。【结果】筛选到3株具有较强纤维素降解能力的真菌菌株,经初步鉴定菌株98MJ为草酸青霉(Penicillium oxalicum)、菌株W3为木霉(Trichoderma sp.)、菌株W4为扩张青霉(Penicillium expansum)。菌株W4具有非常强的秸秆纤维素降解能力,10d内对秸秆的降解率可达56.3%,对纤维素、半纤维素和木质素的分解率分别为59.06%、78.75%和33.79%。菌株W4的胞外纤维素酶活力在14.25-49.75U/mL之间。【结论】筛选获得3株高效秸秆纤维素降解真菌菌株,其中菌株W4的纤维素酶活高于已报道的菌株,是一株十分具有研究开发潜力的纤维素酶生产菌株。     

木质纤维素降解真菌菌株筛选及对玉米秸秆的生物降解研究

以8株野生白腐真菌为研究对象,用愈创木酚筛选培养基对这些菌株进行产木质素酶能力的初筛,并探究初筛后所得菌株在玉米秸秆固态发酵时的漆酶活性及其对玉米秸秆木质纤维素的降解能力。研究结果表明,8株菌株在愈创木酚筛选培养基上均表现出较好的木质素降解酶活性,仅菌株Han 577的菌丝圈直径d1与变色圈直径d2之比大于1。菌株An 369、Han 202和Han 474在玉米秸秆上的最大漆酶活性要远远高于其他菌株,分别为(901.11±42.83)、(698.89±42.17)和(843.61±78.82)U/L。白蜡范氏孔菌An369、云芝栓孔菌An174、肺形侧耳An279和硬毛革孔菌Han 474对玉米秸秆的酸不溶木素降解率均大于20%。云芝栓孔菌An 174、肺形侧耳An 279、梨生多年卧孔菌Han 202对玉米秸秆的纤维素降解率均大于20%。迷宫栓孔菌An 360和肺形侧耳An 279对玉米秸秆半纤维素降解率则大于40%。整体来看,肺形侧耳An 279表现出较好的秸秆降解效率。     

氯苯降解菌的筛选及降解条件研究

从活性污泥中筛选到一株具有降解氯苯功能的菌株JH02,依据菌落特征形态和生理生化反应鉴定该菌株属于链球菌属(Streptococcus)。分别考察培养温度、培养时间、氯苯浓度、pH值、菌悬液接种量及摇床转速等因素对菌株降解性能的影响。确定菌株StreptococcusJH02的对氯苯的最适降解条件为:培养温度为37℃,培养时间24 h,菌悬液接种量体积分数为4%,pH8.0,摇床转速140 r.min-1,此条件下氯苯的降解率可达94.7%。     

一株促生秸秆降解菌的分离与鉴定

针对秸秆处理不当影响全世界环境污染的问题，筛选多功能秸秆降解菌，旨在得到高效降解秸秆且具有促生作用的微生物菌种。结合纤维素钠-刚果红(CMC-Na)平板筛选，通过16S rRNA基因分析，进行菌株鉴定，得到一株具有纤维素降解效果的菌株XJ-132,经16S rRNA基因鉴定为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。与单独施用秸秆处理相比，加入菌株XJ-132 60 d后，秸秆降解率提高21.0%,且对水稻生长促进作用显著，地上、下部鲜重分别增加17.8%和9.6%。水稻种子喷施菌株XJ-132发酵液，低浓度发酵液对种子萌发具有一定促进作用。结果表明，菌株XJ-132可能通过产吲哚乙酸(IAA)、产铁载体、产氨等多种有益物质，降解秸秆的同时促进水稻生长。筛选具有促生作用的秸秆降解菌能够更好地加速秸秆降解，具有广泛的开发利用前景。