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相似文献
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1.
纤维素(植物细胞壁的主要成分)是自然界最丰富的一种可再生资源,但是极难降解利用。纤维素体是一种多酶复合体,能够高效降解纤维素,降解产物能够被某些厌氧微生物利用发酵产乙醇。综述了近年来产纤维素体菌厌氧降解纤维素制乙醇的研究进展,报道了纤维素体结构和功能、重组设计型纤维素体、代谢工程、混菌培养等研究方向的最新成果和思路,并对其前景作了展望。可以预期,随着研究的深入,生物质制乙醇必将日益显示出其强大的市场竞争力。  相似文献   

2.
兼性厌氧纤维素降解菌的筛选和产酶研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
从我国天津地区堆肥中分离筛选出一株兼性厌氧的纤维素分解细菌D1,初步鉴定为纤维单孢菌(Cellulomonas sp.)。产酶最适碳源为葡萄糖,氮源为复合蛋白胨,酶的最适作用温度和pH值是50℃和6.4,在70℃以下和pH在5.2~8.4里稳定。  相似文献   

3.
利用滤纸培养基从象白蚁(Nasutitermes sp.)肠道中分离出一个具有纤维素降解能力,能够降解滤纸的混合菌群。在起始pH 6.5,37℃培养条件下培养6d可得到最高的纤维素酶(CMCase和FPase)活性。在优化条件下,混合菌群的滤纸降解率在第15d达到最大值66.3%,显示出较高的滤纸降解效率。酶谱活性染色分析显示,混合菌群在以滤纸为唯一碳源的生长过程中至少表达了8种内切葡聚糖酶和4种木聚糖酶。扫描电镜观察到该混合菌群包含短杆状和球形两种形态的细菌。基于16SrRNA基因的系统发育分析表明,该混合菌群中至少存在两种细菌,分别属于沙雷氏菌属(Serratia)和类芽胞杆菌属(Paenibacillus)。这两种细菌协同降解纤维素的机制值得进一步深入研究。  相似文献   

4.
【目的】为开发高效的高浓度木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水厌氧处理及资源化利用工艺,以活性炭为载体,在实验室规模上对高温厌氧流化床反应器处理木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水进行研究。【方法】反应器经65 d梯度驯化后启动,对工艺参数进行一系列优化,并通过基于16S rRNA基因的分子生态学技术分析厌氧污泥中的优势菌群。【结果】实验获得了最优的反应条件和处理效果:厌氧流化床反应器(Anaerobic fluidized bed reactor,AFBR)在温度55±1°C、有机负荷率(OLR)13.8 g COD/(L·d)及水力停留时间(HRT)48 h操作时,COD去除率达到90%以上,同时甲烷产率达到290 mL/g COD;菌群鉴定分析结果显示高温厌氧活性污泥中Clostridia所占比例最大,产甲烷菌属以Methanoculleus和Methanosarcina为主,其它功能菌群主要为Alphaproteobacteria等。【结论】AFBR反应器可高效降解木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水并产生生物能源甲烷,其反应体系内微生物种类丰富。  相似文献   

5.
木质纤维素的微生物降解   总被引:1,自引:0,他引:1  
木质纤维素广泛存在于自然界中,因结构复杂,其高效降解需要多种微生物的协同互作,由于参与木质纤维素降解的微生物种类繁多,其协同降解机理尚不完全明确。随着微生物分子生物学和组学技术的快速发展,将为微生物协同降解木质纤维素机制的研究提供新的方法和思路。笔者前期研究发现,细菌复合菌系在50℃下表现出强大的木质纤维素降解能力,菌系由可分离培养和暂时不可分离培养细菌组成,但是可分离培养细菌没有降解能力。通过宏基因组和宏转录组研究表明,与木质纤维素降解相关的某些基因表达量发生显著变化,通过组学方法有可能更加深入解释微生物协同降解木质纤维素的微生物学和酶学机理。文中从酶、纯培养菌株和复合菌群三个方面综述了木质纤维素微生物降解研究进展,着重介绍了组学技术在解析复合菌群作用机理方面的现状和应用前景,以期为探索微生物群落协同降解木质纤维素的机理提供借鉴。  相似文献   

6.
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。  相似文献   

7.
大熊猫的主食竹类粗纤维含量很高,而大熊猫自身的消化系统不能降解纤维素。现已从大熊猫的肠道正常菌群中鉴定出涵盖7个菌门的22种菌,相关的研究证明大熊猫的肠道正常菌群能降解纤维素。大熊猫肠道中的假单胞菌产生的漆酶能对竹纤维中的木质素进行氧化,使纤维素得以暴露,梭菌属、淀粉芽胞杆菌等产生的纤维素酶将其降解成大熊猫可利用的糖类。其具体机制有待进一步研究。  相似文献   

8.
十溴联苯醚降解菌群的降解特性与组成分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
[目的]针对水体沉积物中日益严重的多溴联苯醚污染问题,以电子垃圾污染河床沉积物为种源富集驯化获得的菌群Cf3,研究该菌群对十溴联苯醚的降解特性以及其菌群结构组成.[方法]通过GC-MS分析十溴联苯醚降解后低溴代产物组成,并测定其降解率;通过DGGE技术分析了该BDE-209降解菌群的结构组成.[结果]菌群Cf3具有较强降解BDE-209的能力,经过120 d的培养,初始量为2.6 μmol的BDE-209降解率达到80.03%,OD600从0.01增长到0.21,pH由初始的6.93增加到反应结束时的8.50.菌群Cf3经过单菌落分离,共获得10株可培养细菌,通过16S rRNA基因序列比对发现,其中6株与柠檬酸杆菌属(Citrobacter spp.)具有较高同源性,其余4株与产碱杆菌属(Alcaligenes spp.)较相似.进一步采用DGGE分析菌群Cf3的结构组成时发现,除了分离得到的2个菌属外,该菌群中还含有拟杆菌属(Wolinella spp.)、氨基酸球菌属(Acidaminococcus spp.),以及随着降解时间延长而消失的脱硫弧菌属(Desulfovibrio spp.)和醋杆菌属(Acetobacterium spp.).[结论]获得了具有较强多溴联苯醚降解能力的菌群,并分析了其降解特性和群落组成,为进一步开展溴代阻燃剂等持久性有机污染物的生物修复提供宝贵的菌种资源和科学数据.  相似文献   

9.
瘤胃微生物对纤维素降解机理   总被引:8,自引:0,他引:8  
城市有机垃圾中木质纤维素难以被降解的根本原因 ,在于其木质素的物理屏障作用及纤维素本身的结晶结构 ,瘤胃微生物能够高效降解木质纤维素 ,是因为瘤胃菌群中存在各种可以分别降解木素和结晶纤维素微生物 ,它们分泌的各种酶类是降解的关键所在。  相似文献   

10.
复合菌系降解纤维素过程中微生物群落结构的变化   总被引:3,自引:0,他引:3  
为明确高效纤维素降解复合菌系降解过程中微生物群落结构的变化规律及关键的降解功能菌,利用该复合菌系对滤纸和稻秆进行生物处理,通过底物降解、微生物生长量、发酵液pH的变化情况,选择不同降解时期复合菌系提取的总DNA进行细菌16S rRNA基因扩增子高通量测序。通过分解特性试验确定在接种后培养第12、72、168 h分别作为降解初期、高峰期、末期。该复合菌系分别主要由1个门、2个纲、2个目、7个科、11个属组成。随着降解的进行,短芽胞杆菌属Brevibacillus、喜热菌属Caloramator的相对丰度逐渐降低;梭菌属Clostridium、芽胞杆菌属Bacillus、地芽胞杆菌属Geobacillus、柯恩氏菌属Cohnella的相对丰度逐渐升高;解脲芽胞杆菌属Ureibacillus、泰氏菌属Tissierella、刺尾鱼菌属Epulopiscium在降解高峰期时相对丰度最高;各时期类芽胞杆菌属Paenibacillus、瘤胃球菌属Ruminococcus的相对丰度无明显变化。上述11个主要菌属均属于厚壁菌门,具有嗜热、耐热、适应广泛pH、降解纤维素或半纤维素的特性。好氧型细菌是降解初期的主要优势功能菌,到中后期厌氧型细菌逐渐增多,并逐步取代好氧型细菌成为降解纤维素的主要细菌。  相似文献   

11.
Park JK  Jung JY  Park YH 《Biotechnology letters》2003,25(24):2055-2059
The addition of 1% (v/v) ethanol to the basal medium inhibited growth of Gluconacetobacter hansenii but decreased the numbers of non-cellulose producing cells. Cellulose production increased 1.7 times to approx. 2.5 g l(-1) and showed a pattern of mixed growth-associated production. Microbial cells produced rigid pellicle-type bacterial cellulose as the shell of a large lump of bacterial cellulose like a static culture. The inoculum cultivated for 3 d maintained cellulose production by the fifth batch.  相似文献   

12.
孙倩姝  白洁  李辉  于浩  胡春辉 《微生物学报》2021,61(11):3557-3568
[目的] 二苯并呋喃(DBF)是研究多环芳烃降解过程的模式化合物,研究其代谢过程和代谢途径对于阐明多环芳烃的代谢机制有重要意义。[方法] 从辽河河口区石油污染土壤中筛选到1个高效降解DBF的混合菌群DBFC。提取总DNA对菌群的生物多样性进行分析,通过稀释涂布平板法对菌株进行分离纯化。通过测定OD600的吸收值对混合菌群的最适生长条件进行研究。在最适生长条件下研究底物浓度、底物谱、营养物质及表面活性剂对菌群降解效率的影响。利用超高分辨质谱检测混合菌群降解DBF的中间代谢物质,并推测其代谢途径。[结果] 生物多样性分析表明该混合菌群的组成为类芽孢杆菌(84.06%)、无色杆菌(8.17%)、假单胞菌(0.77%)、其他菌株(2.13%)。分离得到苍白杆菌、无色杆菌、寡养单胞菌和细杆菌。生长测定结果显示苍白杆菌、无色杆菌、寡养单胞菌和细杆菌均不能在DBF培养基中生长。混合菌群DBFC的最适生长条件为30℃、pH 8.0。在该条件下,混合菌群DBFC能将1.0 g/L的DBF在8 d内完全降解。在DBF浓度1.0 g/L条件下,混合菌群DBFC的最大降解速率为0.031 mmol/(L·h)。在培养基中添加葡萄糖、酵母粉和蛋白胨能将菌群降解DBF的效率分别提高1.38倍、1.14倍和1.24倍。在培养基中添加十二烷基磺酸钠或Triton-X-100能够抑制混合菌群降解DBF的效率。利用超高分辨质谱检测到4种中间代谢物质(2,2'',3-三羟基联苯、2,4-已二烯酸、龙胆酸和水杨酸),并推测了DBF代谢途径。[结论] 本研究分离到高效DBF降解菌群,该菌群能在碱性(pH 8.0)条件下完全降解DBF,为该类污染物的原位修复提供优良菌系;利用超高分辨质谱分析得到了DBF降解途径,为该类物质的混合菌群代谢研究提供了参考。  相似文献   

13.
以解纤维梭菌( Clostridium cellulolyticum)和热纤梭菌( Clostridium thermocellum)为代表的产纤维小体梭菌可以直接完成从木质纤维素原料到乙醇的生物转化,是用于通过整合生物加工技术生产纤维素乙醇的优良候选菌株。然而,这些产纤维小体梭菌的纤维素降解效率及乙醇产量尚不能满足工业化生产的要求,其遗传改造技术的不成熟严重制约了通过定向代谢工程改造提高生产性能的进程。针对这些典型的产纤维小体菌株,各国科学家近年来在基于二类内含子的嗜中温及嗜高温遗传改造平台建立方面取得了较大突破,并通过靶向代谢工程改造,显著提高纤维素乙醇的产量。笔者对这些前期研究工作以及国内外相关研究成果进行系统的总结,并对构建的遗传改造工具的应用前景进行展望。  相似文献   

14.
The effect of inositol addition on phospholipids, cell growth, ethanol production and ethanol tolerance in a high ethanol producing Saccharomyces sp were studied. Addition of inositol greatly influenced major phospholipid synthesis. With inositol in the fermentation medium, phosphatidylinositol (PI) content was increased, while phosphatidylcholine (PC) and phosphatidylethanolamine (PE) were decreased. However, without inositol in the fermentation medium, PI content dropped down within 24 h, then increased, but was lower than in the presence of inositol. When yeast cells had a higher content of PI, they produced ethanol much more rapidly and tolerated higher concentrations of ethanol. During ethanol shock treatment at 18% (v/v) ethanol, yeast cells with a higher concentration of PI lost their viability much more slowly than those with a lower concentration of PI, indicating that the PI content in these yeast cells can play an important role in ethanol production and ethanol tolerance. Fatty acids and ergosterol were not responsible for high ethanol tolerance and high ethanol production in this yeast strain. Received 22 September 1998/ Accepted in revised form 20 December 1998  相似文献   

15.
In the study, a stable thermophilic microbial consortium with high cellulose-degradation ability was successfully constructed. That several species of microbes coexisted in this consortium was proved by DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis) and sequence analysis. The cooperation and symbiosis of these microbes in this consortium enhanced their cellulose-degradation ability. The pretreatment of cassava residues mixing with distillery wastewater prior to anaerobic digestion was investigated by using this microbial consortium as inoculums in batch bioreactors at 55 °C. The experimental results showed that the maximum methane yield (259.46 mL/g-VS) of cassava residues was obtained through 12 h of pretreatment by this microbial consortium, which was 96.63% higher than the control (131.95 mL/g-VS). In addition, it was also found that the maximum methane yield is obtained when the highest filter paper cellulase (FPase), carboxymethyl cellulase (CMCase) and xylanase activity and soluble COD (sCOD) are produced.  相似文献   

16.
17.
The biochemical conversion of cellulosic biomass to ethanol, a promising alternative fuel, can be carried out efficiently and economically using the simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process. The SSF integrates the enzymatic hydrolysis of cellulose to glucose, catalyzed by the synergistic action of cellulase and beta-glucosidase, with the fermentative synthesis of ethanol. Because the enzymatic step determines the ethanol. Because the enzymatic step determines the availability of glucose to the ethanologenic fermentation, the kinetic of cellulose hydrolysis by cellulase and beta-glucosidase and the susceptibility of the two enzymes to inhibition by hydrolysis and fermentation products are of significant importance to the SSF performance and were investigated under realistic SSF conditions. A previously developed SSF mathematical model was used to conceptualize the depolymerization of cellulose. The model was regressed to the collected data to determine the values of the enzyme parameters and was found to satisfactorily predict the kinetics of cellulose hydrolysis. Cellobiose and glucose were identified as the strongest inhibitors of cellulase and beta-glucosidase, respectively. Experimental and modeling results are presented in light of the impact of enzymatic hydrolysis on fuel ethanol production. (c) 1993 Wiley & Sons, Inc.  相似文献   

18.
A microbial consortium with a high cellulolytic activity was enriched to degrade raw corn stover powder (RCSP). This consortium degraded more than 51% of non-sterilized RCSP or 81% of non-sterilized filter paper within 8 days at 40 °C under facultative anoxic conditions. Cellulosome-like structures were observed in scanning electron micrographs (SEM) of RCSP degradation residue. The high cellulolytic activity was maintained during 40 subcultures in a medium containing cellulosic substrate. Small ribosomal gene sequence analyses showed the consortium contains uncultured and cultured bacteria with or without cellulolytic activities. Among these bacteria, some are anaerobic others aerobic. Analyses of the culture filtrate showed a typical anoxic polysaccharide fermentation during the culturing process. Reducing sugar concentration increased at early stage followed by various fermentation products that were consumed at the late stage.  相似文献   

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