纤维素分解菌的选育及酶活测定

纤维素是地球上最丰富的有机物质,这些丰富的宝贵资源大部分被浪费了,而且由于部分地区焚烧秸杆造成了严重的环境污染。为了充分利用纤维素,纤维素分解菌的筛选研究逐步展开。通过新华滤纸为唯一碳源的杜氏培养基和刚果红纤维素培养基,从堆肥、污泥、马粪和土壤中分离得到7株纤维素分解菌。以5号菌株为出发菌株,经过紫外线诱变,用刚果红纤维素平板透明圈选育法得到8号菌株。为了评价筛选工作,对8株纤维素分解菌进行酶活测定。结果表明,8号菌株具有最高的CMC酶活和FPA酶活。     

玉米秸秆纤维素分解菌的选育研究

玉米秸秆是纤维组分含量很高的农作物残留物,利用纤维素分解菌生产发酵饲料是当前饲料业的一个发展方向,它可将纤维素分解为牲畜可利用的糖,同时增加饲料中蛋白质的含量.试验从微生物丰富的土壤中分离到10株能分解纤维素的菌株,分别测定滤纸分解度、CMC酶活、FPA酶活和天然纤维素酶活,筛选出6株对天然秸秆纤维素有较强降解能力的菌株.通过改变其培养基中天然纤维素的含量,发现随着培养基中天然纤维素含量的增加,酶活力也随之升高.     

稻草秸秆纤维素分解菌的分离筛选

本研究基于获得高效木质纤维素分解菌的目的,以刚果红纤维素琼脂和滤纸条培养基为初筛培养基,从分离获得的124株真菌中筛选出透明圈与菌落直径比值较大、滤纸条分解能力较强的11个菌株.经液体发酵,测定其酶活力,复筛得到羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活均较高的4个菌株;并进行了不同碳源和不同pH对筛选菌株产酶能力的影响试验,发现不同菌株对不同纤维素物质的分解能力不一样,同一菌株对不同纤维素碳源的利用能力也不相同.     

发酵床中纤维素降解菌的分离与鉴定

从发酵床垫料中初步分离出43株纤维素降解菌。采用刚果红鉴别培养基及滤纸条培养基初筛,得到5株透明圈较大且使滤纸条产生崩解的菌株,通过进一步液体发酵,测定其CMC酶活、FPA酶活和天然纤维素酶活,获得2株具有较高纤维素降解活性菌株,并分别命名为F7和F21。经16S rRNA基因序列分子生物学鉴定和系统发育分析表明,这2株纤维素降解菌分别归属为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和链霉菌(Streptomyces sp.)。     

生物垃圾好氧处理中的纤维素降解菌生长规律研究

目的:研究了蔬菜垃圾好氧处理过程中,纤维素降解菌和半纤维素降解菌(细菌和真菌),纤维素酶活和半纤维素酶活,和有机物降解之间的变化规律。方法:用添加纤维素和半纤维素的牛肉膏蛋白胨培养基和查式培养基,分别培养计数纤维素降解细菌、真菌和半纤维素降解细菌、真菌;马福炉灼烧测有机物含量。结果:好氧处理的初始阶段中,前4d有机物日均降解率5.2%,后3d日均降解率2.2%。结论:半纤维素降解菌的数量比纤维素降解菌的多,半纤维素酶活力,也高于纤维素酶活力;微生物的变化情况为前6d产两种酶的微生物主要有细菌和真菌;从第6d开始真菌快速生长;至第7d真菌纤维素酶和半纤维素酶活力显著升高。     

斜卧青霉纤维素酶和木聚糖酶高产菌株的选育

以纤维素酶高产菌株斜卧青霉A50为出发菌株,通过紫外诱变原生质体获得1株木聚糖酶活力提高80%而纤维素酶活力没有改变的6号菌。蛋白质电泳和酶谱检测结果显示,纤维素酶谱基本无差别,而木聚糖酶谱显示6号菌比A50多了一条带。6号菌优化后的产酶培养基组成为:麸皮7%、葡萄糖0.1%,该条件下,纤维素酶活为19.7IU/mL,木聚糖酶活力为215.4IU/mL。     

粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)纤维素酶液体发酵培养基的优化

粗糙脉孢菌是天然纤维素降解真菌,具有产纤维素酶能力,国内外对其纤维素降解机理和发酵产酶有一定的研究,但对其产酶的条件优化研究得不多,其产酶潜力需要进一步挖掘。以粗糙脉孢菌基因组测序菌株FGSC 2489为对象,采用响应面分析法对Neurospora crassa摇瓶发酵产纤维素酶进行培养基优化。采用Plackett-Burman(PB)实验设计考察发酵培养基中关键参数对产酶条件的影响,进而采用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,并结合中心组合实验(central composite design,CCD)和响应面分析法对两个显著因素进行分析。PB实验结果显示:Peptone、Yeast extract对产纤维素酶有显著影响。通过响应面分析得到一元二次方程,对方程求解得到Peptone 7.27g/L、Yeast extract 5.51g/L。采用该优化培养基,最大纤维素酶活可达1.27FPU/ml,较优化前提高了2.03倍;CMC酶活14.15IU/ml,比优化前提高1.88倍;木聚糖酶活24.13IU/ml,比优化前提高1.86倍;葡萄糖苷酶酶活1.22IU/ml比优化前提高2.08倍。     

高产复合酶菌株HD-1选育的研究

从产果胶酶的黑曲霉(Aspergillus niger)菌中分离出一支产酸性蛋白酶等多种水解酶的菌株No．3号。经铜蒸汽激光诱变,选育出一支高产复合酶的菌株FID-1,该菌在简单的固体发酵培养基上,28℃培养48hr,每克鲜曲的酶活力(U)为：酸性蛋白酶7500u、纤维素Cx 酶 9061U、纤维素CL酶3581U、果胶酶5471U、糖化酶5582U。酶活平均提高率为38.86％,最高幅度是78.6％。该菌经多次连续传代和贮存一年后,产酶性状稳定。该菌株是目前国内饲料用酶制帮生产株中,酶系最齐全,产酶水平位于前列的优良菌株。     

纤维素降解的菌株筛选及其运用

目的:筛选降解稻草纤维素菌株,为纤维素的高效降解提供理论依据.方法:采用羧甲基纤维素钠刚果红培养基与滤纸条培养基从采集的腐木、腐土和腐叶等样品中筛选出纤维素降解菌.然后经液态发酵后测定其羧甲基纤维素酶活力与降解稻草的天然纤维素酶活力,综合考虑这两种酶活力,对其进行单独与混合发酵培养.筛选分解稻草能力较强的菌株组合.结果:初筛到5株真菌和5株细菌纤维素降解力较优的菌株.经酶活力测定后,得到分解纤维素能力较强的两株真菌F3和F5与两株细菌B1和B5,其中F3和B1的羧甲基纤维素酶活分别为705.6U、214.6U;F5和B5天然纤维素酶活分别为466.5U、204.8 U.混合培养在一定程度上能提高纤维素酶活,F3/F5具有稳定而较高的酶活力,某时间段酶活高达646.8U,且后续酶活力也保持在较高水平.而F3/B5在某时间段的酶活高达788.6U.结论:菌株的混合培养可以提高纤维素酶活.     

一株纤维素降解真菌的筛选、鉴定及酶学性质分析

通过对富含枯枝败叶的土壤样品进行富集培养,利用刚果红纤维素培养基初筛和酶活测定复筛得到产纤维素酶的一株真菌,将其命名为GC2-2,并对该菌株进行鉴定及酶学性质研究。结果表明该菌株是一株耐高温、碱性纤维素酶的真菌GC2-2。通过18S rDNA分子克隆测定,该菌为球孢枝孢菌,其滤纸酶的活力优于CMC酶的活力。该菌所产酶的最适反应条件为温度35°C,最适pH值7.5。     

纤维素降解菌烟曲霉HZ1的基因组测序及生物信息学分析

【目的】烟曲霉Aspergillus fumigatus作为一类具有纤维素降解能力的真菌,对其基因组的研究,将有利于从A. fumigatus中挖掘和开发利用与纤维素降解相关的酶资源。【方法】利用CMC选择培养基和刚果红染色法从长足大竹象肠道中分离和筛选出纤维素降解菌A. fumigatus HZ1,同时采用Illumina PE150平台进行基因组测序,随后进行了相关的生物信息学分析,此外还利用了DNS法测定了其纤维素酶活。【结果】纤维素降解菌A. fumigatus HZ1基因组大小为27.45 Mb,GC含量为49.43%;通过NR、KOG、GO、Swissprot、eggNOG、KEGG和Pfam数据库注释结果表明基因组包含9473个基因;同时碳水化合物活性酶(CAZyme)注释结果表明基因组含有534个CAZyme基因,并与其他4种A. fumigatus基因组CAZyme分布无显著差异;本研究还鉴定出多种与木质纤维素降解相关的纤维素酶基因、半纤维素酶基因和木质素酶基因;此外纤维素酶活结果表明,在CMC培养基中其酶活呈上升趋势且具有较高活性。【结论】本研究首次对A. fumigatus HZ1基因组进行了测序和分析,探讨了其纤维素降解的遗传基础,并通过酶活验证了其纤维素降解潜力,为该菌的实际应用提供了理论基础。     

纤维素降解菌青霉T24-2的分离及产酶特性

从稻田腐烂秸秆中分离到一批纤维素分解菌株。通过滤纸崩解测试、刚果红纤维素平板识别,以及产酶鉴定,筛选得到一株分解纤维素能力较强的真菌。经形态观察和18S r DNA基因片断分析,鉴定该菌株为青霉。对菌株的液态发酵条件进行研究,该菌株培养基含3%稻草粉、0.25%尿素和无机盐营养液,最佳产酶条件为:自然pH,30℃,130r/min发酵4d。该菌株的CMC酶活和滤纸酶活最高分别达到45.01I U/mL和6.89I U/mL。随后对该菌酶解稻草粉进行研究,糖化率达到40.17%。研究表明,青霉T24-2菌株在秸秆综合利用上具有良好的应用前景。     

烟草节杆菌肌酐酶发酵培养基优化

对烟草节杆菌发酵产酶培养基进行了优化。在烟草节杆菌的初始发酵培养基条件下,肌酐酶初始酶活仅为9.2U/g湿菌。首先,通过肌酸诱导、金属离子筛选实验发现肌酸和金属离子对烟草节杆菌产肌酐酶酶活有重要影响;然后再通过碳源和氮源优化,以玉米浆和酵母膏作为复合氮源,可溶性淀粉为碳源,肌酐酶产量可达到108.5 U/g湿菌;在以上基础上,最后通过两次正交试验优化初始发酵培养基,最优培养基组成为:肌酸0.3%,玉米浆0.3%,可溶性淀粉0.4%,酵母膏0.7%,Fe~2+0.003%,Mn~2+0.006%,Mg~2+0.005%,K_2HPO_40.1%,KCl 0.5%。在优化后的发酵培养基条件下,烟草节杆菌肌酐酶酶活达到182.82 U/g湿菌,为初始发酵培养基酶活的19.87倍。     

绿色糖单孢菌产木聚糖酶规律及其耐碱耐热性的初步研究

采用绿色糖单孢菌为实验材料,在不同诱导产酶培养基上经过192h的振荡培养,探索其产酶时程规律．结果表明,不同的诱导底物诱导产生的木聚糖酶活性差异不显著,但诱导产纤维素酶活性差异显著．其中松木粉加棉纱培养基诱导产纤维素酶活性为0．08IU／ml,与空白对照(5．40IU／ml)相比显著下降(P≤0．05)．为了适应纸浆漂白实际应用中纤维素酶越少越好的要求,选择该培养基为最佳诱导产酶培养基．绿色糖单孢菌在上述培养基中培养156h后达到木聚糖酶产酶高峰。粗酶液酶活可达到9．03IU／ml．通过对该酶进行高温及碱性处理。实验结果表明绿色糖单孢菌分泌的木聚糖酶在pH7．0下反应表现最高活性,同时在90℃下保温3h后酶活为原来的63．55％,具有较好的耐碱耐热性．     

一株产纤维素酶菌株的分离、鉴定及产酶特性

【目的】筛选并鉴定一株产纤维素酶的菌株,初步探究该菌的产酶特性,为综合利用纤维素筛选菌源。【方法】在常温条件下,采用滤纸培养基对菌种富集,采用CMC-Na初筛纤维素降解菌,采用LB培养基分离纯化菌株,经形态学、生理生化特征试验、16S r RNA基因序列测定等分析筛选菌株的系统分类地位。单因素试验确定培养时间、培养温度、初始p H及Na Cl浓度对筛选菌株产酶活力的影响。【结果】从腐烂的玉米秸秆中分离出一株在常温下产纤维素酶细菌KZ-2,根据菌落形态特征、生理生化特征鉴定以及16S r RNA基因序列分析,初步鉴定KZ-2为肠杆菌(Enterobacter sp.),为潜在新种。产酶条件实验显示:该菌使用产酶发酵培养基120 h产酶量达到最大值,在25–35°C、初始p H 4.5–5.5、Na Cl浓度1.0%–2.0%范围内为最佳产酶条件,在最适条件下酶活可达80.93 U/m L。该菌株所产纤维素酶最适反应p H为7.0,最适反应温度为50°C。【结论】KZ-2是一株具有降解纤维素能力的细菌,在常温下即可分泌纤维素酶,并且该菌株为潜在新种,具有潜在的开发价值。     

一株耐高温纤维素酶产生菌的分离和鉴定

为获得耐高温的纤维素酶产生菌,从农田旁稻草堆底取样,采用液体滤纸条试管法和纤维素刚果红平板法,分离到6株能够在45℃生长良好且降解纤维素的耐高温菌株,分别标为A1-A6,其中菌株A1透明圈直径和菌落直径比值为4,DNS法测定还原糖浓度较高,确定为实验菌株。菌体呈短杆状,G+,易褪色,具有运动性,过氧化氢酶、淀粉水解、明胶液化、甲基红试验、硫化氢、葡萄糖氧化发酵、P HB类脂粒、异染粒、纤维素分解、反硝化试验呈阳性,乙酰甲基甲醇试验、吲哚试验、硝酸盐还原试验、卵磷脂酶实验呈阴性,以FP A酶活为主,羧甲基纤维素酶活为辅。根据细菌形态、生理生化特征,参照《伯杰氏细菌系统鉴定手册》初步鉴定为纤维单胞菌属,即Cellulomonas。     

一株产纤维素酶细菌紫外线诱变研究

以一株产纤维素酶细菌为主要研究对象进行紫外线诱变研究,通过考察紫外线诱变时间、诱变距离、菌体浓度和菌龄对其产纤维素酶能力的影响,并用纤维素刚果红培养基进行复筛,然后进行液体静置发酵产酶试验,确定了最适紫外线诱变组合条件。结果表明最适紫外线诱变组合条件为:诱变时间180 s、诱变距离25 cm、菌体浓度为10-5、菌龄为24h,在此条件下进行2d液体静置发酵,其酶活最高值为38.30U/mL,与原始出发菌株相比酶活力提高了40.08%,该研究对提高纤维素酶活性具有一定参考价值和借鉴意义。     

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%。     

纤维素酶产生菌及其发酵条件优化

通过刚果红染色产脱色圈初筛出能分解纤维素的菌株,再利用DNS法分别测定纤维素酶的酶活,得到分解纤维素能力最强的一株真菌Lv-1。该菌株菌丝为黄绿色,孢子为深绿色,有多分支的无隔菌丝,长孢子囊孢子,用DNS法测定其酶活为62.42 U/m L,后对其进行了产酶条件优化。经单因素试验和正交试验得到该菌的最佳产酶条件为:在以10 g/L羧甲基纤维素钠为碳源,4 g/L蛋白质,2 g/L硫酸铵为氮源,1 g/L硫酸二氢钾为无机盐的最适产酶培养基中,初始p H为6.0,培养温度37℃,装液量100 m L/250 m L,发酵36 h。在此发酵条件下,其产酶活力可达96.898U/m L,试验结果显示,该菌株在产纤维素酶能力上具有显著优势,且菌株Lv-1产酶活力较优化前高出34.478 U/m L,提高了55.24%。     

核茎点霉发酵产纤维素酶的培养基优化

利用响应面分析法对核茎点霉(Phoma putaminum)LYYZ90-19的发酵产酶培养基进行优化。在单因素试验基础之上,通过Box-Behnken试验设计原理,以酶活力值为响应值进行响应面分析,借助Minitab软件对回归模型进行分析,得到优化后的培养基条件:麸皮4.27 g/L,蛋白胨0.79 g/L,K2HPO40.59 g/L。在优化条件下发酵液比酶活13.47 U/mL,而优化前该菌比酶活为7.73 U/mL,比酶活提高了约74.1%。