产木质纤维素降解酶真菌的筛选及产酶特性

【背景】利用微生物处理秸秆引起研究者的广泛关注。【目的】筛选生长速度快、木质纤维素降解酶活性强的真菌菌株,用于植物秸秆降解和高效利用。【方法】从自然界采集的样品中分离纯化真菌菌株,利用PDA-愈创木酚和PDA-羧甲基纤维素钠平板初筛,再经过液体发酵检测漆酶酶活、羧甲基纤维素酶酶活及菌丝生长速率复筛目的菌株,通过内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)测序法对目的菌株进行鉴定,对目的菌株产漆酶和羧甲基纤维素酶活力进行测定及酶学性质研究。【结果】从样品中分离纯化到18株真菌,通过初筛筛选出9株产木质纤维素降解酶真菌菌株,再经过复筛,筛选出一株产漆酶、羧甲基纤维素酶活力高、菌丝生长快的菌株M1,经过分子生物学鉴定M1为糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus),其漆酶酶活为(243.59±1.11)U/mL,羧甲基纤维素酶酶活为(36.03±0.63) U/mL。在5 d的培养期内,菌丝生长速率为(9.43±0.32) mm/d。对菌株M1的发酵粗酶液的酶学性质进行了检测分析,结果表明,所产的漆酶在pH5.0-6.5相对酶活为90%以上,在pH ...     

白腐真菌对稻草秸秆的降解及其有关酶活性的变化

以稻草秸秆加20%棉籽壳为培养基质,接种侧耳Z17、921、1024菌株,在不同生长阶段。测定培养物的主要化学成分和有关酶活的变化。结果表明,从接种到子实体形成,所试菌株培养物的纤维素、木质素等呈持续不断的下降趋势,水份、粗蛋白含量却逐渐升高,基质中漆酶酶活性在菌丝生长初期呈迅速上升趋势,后稍降低,而愈创木酚酶活性在菌丝上长初期及子实体形成时达到高峰,后有所降低或消失。     

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...     

白腐真菌对稻草秸秆的降解及其有关酶活性的变化*

以稻草秸秆加20%棉籽壳为培养基质,接种侧耳Z17、921、1024菌株,在不同生长阶段,测定培养物的主要化学成分和有关酶活的变化。结果表明,从接种到子实体形成,所试菌株培养物的纤维素、木质素等呈持续不断的下降趋势,水份、粗蛋白含量却逐渐升高。基质中漆酶酶活性在菌丝生长初期呈迅速上升趋势,后稍降低,而愈创木酚酶活性在菌丝生长初期及子实体形成时达到高峰,后有所降低或消失。     

褐腐真菌木质纤维素降解机制的研究进展

褐腐菌降解木才机理的研究日前受到关注,发现褐腐菌不具有对结晶纤维素降解十分重要的外切葡聚糖酶,而以一种独特的方式解降纤维素。近年来,关于其以自由基氧化降解机制进行作用的报道很多,并且各国研究工作从褐腐菌中分离得到了不同性质的物质,提出了羟基自由基HO．循环形成的各种假说,但褐腐菌降木材的确切机制仍未搞清楚,这些分离得到的具有一些特殊性质的胞外物质在降解中的作用还有待于证明,在此。对近年来褐腐菌纤维素降解机制的研究进展作一简单介绍。     

不同木质纤维素基质上白腐菌降解特性的研究

通过测定木质素、纤维素、半纤维素和漆酶分泌的变化,研究白腐菌在稻草、木屑、粗纤维素、滤纸、黑液木素基质上的降解特性。结果表明,除黑液木素上白腐菌不能生长外,在前25d,各基质中纤维素、半纤维素和木质素含量呈持续下降趋势,之后,降解速率减少,其中木质素的降解速率大于纤维素和半纤维素的降解速率。漆酶分泌在生长初期呈快速上升趋势,第10d酶活达到最大,第10～20d快速下降,其后基本不变,基质中酶活大小顺序为稻草基质、木屑基质、粗纤维和滤纸基质,显示了木质素存在对漆酶分泌的诱导作用。     

巴西蘑菇对木质纤维素的降解与转化

巴西蘑菇能够降解棉籽壳和麦草两种培养基中木质纤维素复合体中的全部组分,属于白腐真菌,巴西蘑菇降解的有机物质的绝大部分被菌体的呼吸过程消耗掉,其绝对生物学效率较低,仅为4．41％－5．25％,在载培前期木质素的降解速率大于纤维素和半纤维素,这对纤维素和半纤维素的降解十分有利;非木质纤维素组分主要在菌丝生长阶段被利用,而木质纤维素是子实体生长发育阶段的主要碳源;就整个栽培过程而言,巴西蘑菇生长发育所需要的82．39％－84．50％的碳源来自木质纤维素。     

白腐菌混合发酵产酶及对秸秆木质纤维素的降解研究

采用平板显色法从五株白腐菌中筛选出一组相容性较好且产漆酶的组合,进行了混合发酵产酶及秸秆降解实验,结果发现混合发酵相对于纯种培养具有较明显优势,不仅体系中漆酶的活性大为增强,而且拥有更全的胞外酶组成;同比情况下,混合发酵对农作物秸秆木质纤维素的降解程度也最大.     

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)。     

一株纤维素降解真菌的筛选及鉴定

[目的]分离筛选高效降解纤维素的真菌菌株,并研究其产酶能力.[方法]利用刚果红染色法从甘蔗地土壤中分离纤维素降解真菌,再通过测定滤纸的降解率及发酵酶活复筛.[结果]综合考虑水解圈,水解圈和菌株直径的比值(HC值),滤纸的降解率和复筛酶活,对试验真菌降解纤维素的能力进行综合评价,筛选到具有较强纤维素降解能力的真菌菌株SJ1,经形态学观察及分子生物学鉴定,该菌属于草酸青霉.其滤纸酶活、内切葡聚糖酶酶活(CMC酶活)、β-葡聚糖苷酶酶活和外切葡聚糖酶酶活(CBH酶活)分别为25.15、740.42、58.03和2.442 U/mL.[结论]菌株SJ1是一株十分具有研究开发潜力的纤维素酶生产菌株.     

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%。     

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。     

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.     

毛栓孔菌XYG422菌株产漆酶发酵条件优化及对玉米秸秆生物降解的研究

利用基础产酶培养基从保藏的9株白腐真菌中筛选得到一株高产漆酶菌株毛栓孔菌XYG422,并通过单因素试验对该菌株发酵培养基及培养条件进行优化筛选,获得较高产漆酶能力,同时研究了该菌株对玉米秸秆的生物降解。研究结果表明:在液体发酵条件下,XYG422产漆酶最适宜碳氮源成分为玉米粉和酒石酸铵,菌株XYG422发酵条件优化后产漆酶酶活显著提升,该菌株最佳发酵培养条件为:玉米粉40g/L、酒石酸铵3g/L、温度30℃、pH 8.0、接种量5个直径1cm的菌饼、转速180r/min,诱导剂吐温-80和2,5-二甲基苯胺在低浓度时对菌株产漆酶有明显的促进作用,菌株产漆酶活性最高可达到41.6U/m L。该菌株表现出了对玉米秸秆较好的生物降解效率,培养60d后,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率依次为83.54%、50.65%和19.53%。     

木质纤维素的定量测定及降解规律的初步研究

为了准确地测定稻草及其发酵物中纤维素、半纤维素、木质素的含量,通过差重法进行定量测定,并以此评价白腐菌株Pleurotus sapidus对稻草秸秆的降解状况,结果表明：利用差重法测定稻草发酵物中纤维素、半纤维索、木质素的百分含量是可行的,并能很好地评价白腐菌对稻草的降解规律,即降解过程中纤维素、半纤维素、本质素在前20d降解的很快,之后降解减缓,在50d内,纤维素被降解34．02％,半纤维素被降解56．29％,木质素被降解61．65％。     

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。     

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。     

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。     

一株玉米秸秆纤维素分解菌株的分离鉴定及酶学性质

【目的】筛选分离可以分解玉米秸秆纤维素的菌株。【方法】采用平板稀释法从土样中分离纯化得到能够分解玉米秸秆纤维素的菌株,对分离得到的菌株进行生理生化及分子鉴定,同时以菌株Penicillium spp.(CICC40361)作为对照,比较菌株纤维素酶和木质素酶的活性,研究不同因素对菌株纤维素酶活力的影响,确定菌株纤维素酶动力学常数Km值。【结果】分离得到的菌株命名为PL2#,经生理生化及分子鉴定后,确定菌株PL2#为羊毛状青霉(Penicillium lanosum)。菌株PL2#的纤维素酶和木质素酶活力高于对照菌株Penicillium spp.;菌株PL2#的最优酶活测定条件为:1%CMC底物浓度,pH 4.8,50°C,酶反应时间60 min以及2 m L DNS添加量。【结论】羊毛状青霉(Penicillium lanosum)菌株PL2#比对照菌株Penicillium spp.具有更好地降解玉米秸秆纤维素的性能。     

1株高效降解纤维素的槲寄生内生真菌研究

利用刚果红-CMC平板染色法、DNS法从槲寄生内生真菌中筛选获得1株高效纤维素酶产生菌H-3-3,通过分析其菌落形态特征和18S rDNA序列的同源性,将菌株H-3-3鉴定为拟茎点霉属Phom opsissp.;对其酶学性质研究得到：槲寄生内生真菌H-3-3中CMC酶、β-葡糖苷酶、滤纸酶这3种组分酶最适温度均为50℃,β-葡糖苷酶活和滤纸酶活最适pH值均为4.8,CMC酶最适pH值为4.4;3种酶在30～45℃,pH4.0～8.0稳定性较强。金属离子Mn^2＋、Co^2＋、Mg^2＋和Ca^2＋对3组分酶都有不同程度的促进作用,其中以Co^2＋效果最佳;而Ba^2＋、Zn^2＋、Cu^2＋对3组分酶分均表现出明显的抑制作用。