青藏高原牦牛糞降解微生物多樣性及其應用研究.pdf

1、以高海拔、低溫低氧著稱的青藏高原生態(tài)系統(tǒng)是典型的高寒生態(tài)系統(tǒng)。牦牛生活在3200 m-5000 m海拔的高寒大草原,能夠適應-40℃低溫和11.44％低氧含量的環(huán)境。牦牛在草原生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中具有重要的作用,牦牛產(chǎn)生糞便的分解對青藏高原生態(tài)系統(tǒng)也具有重要的生態(tài)學意義。嚴酷的高原環(huán)境孕育了豐富、特殊的具有工業(yè)及醫(yī)藥方面有潛在應用價值的微生物資源。目前,關(guān)于青藏高原牦牛糞降解微生物多樣性的研究,未見報道。為此,本實驗針對以下內(nèi)容進行了研究

2、:(1)分離并鑒定青藏高原不同樣點牦牛糞中的降解微生物;(2)對青藏高原牦牛糞降解微生物的產(chǎn)酶多樣性及所產(chǎn)生纖維素酶的多樣性進行了研究;(3)對牦牛糞降解微生物的應用進行了初步研究。
　　實驗結(jié)果顯示,用CMC培養(yǎng)基從青藏高原牦牛糞樣品中分離并用16S rRNA和18S rRNA基因序列鑒定得到38株微生物,其中包括32株細菌、4株霉菌、2株放線菌。共包括15個不同種屬的微生物,其中以假單胞菌數(shù)目最多,節(jié)桿菌分布最廣。對38株微生

3、物產(chǎn)酶特性的初步研究結(jié)果顯示,纖維素酶產(chǎn)生菌株共23株,淀粉酶產(chǎn)生菌株共26株,蛋白酶產(chǎn)生菌株共15株。經(jīng)過搖瓶發(fā)酵產(chǎn)酶實驗,篩選出CMC酶活大于9 U/ml的6株菌,包括鞘氨醇單孢菌 Tibet-YD4604-2、黃桿菌 Tibet-YD5000-3、放線菌Tibet-YD5227-2、放線菌Tibet-YD4524-3、鐮刀菌Tibet-YD5000和青霉菌Tibet-YD4524。
　　對這6株菌的生長特性進行了研究,其中鞘

4、氨醇單孢菌Tibet-YD4604-2和黃桿菌Tibet-YD5000-3的最適生長溫度均為25℃,最適生長pH分別為6.0和8.0;放線菌Tibet-YD5227-2和Tibet-YD4524-3的最適產(chǎn)酶溫度分別為25℃和30℃,最適產(chǎn)酶pH分別為9.0和8.0;霉菌Tibet-YD5000和Tibet-YD4524的最適產(chǎn)酶溫度均為45℃,最適產(chǎn)酶pH分別為5.0和6.0。對以上6株菌所產(chǎn)纖維素酶的酶學特性進一步研究,結(jié)果顯示:鞘

5、氨醇單孢菌Tibet-YD4604-2所產(chǎn)纖維素酶的最適反應溫度為40℃,最適反應pH為7.0,分別在溫度20~40℃、pH6.0~8.0范圍內(nèi)具有較高穩(wěn)定性;黃桿菌Tibet-YD5000-3所產(chǎn)纖維素酶的最適反應溫度為30℃,最適反應pH為8.0,分別在溫度20~30℃、pH7.0~9.0范圍內(nèi)具有較高穩(wěn)定性;鏈霉菌Tibet-YD5227-2所產(chǎn)纖維素酶的最適反應溫度為35℃,最適反應pH8.0,分別在溫度10~20℃、pH7.0

6、~9.0范圍內(nèi)具有較高穩(wěn)定性;鏈霉菌Tibet-YD4524-3所產(chǎn)纖維素酶的最適反應溫度為40℃,最適反應pH8.5,分別在溫度10~40℃、pH7.0~11.0范圍內(nèi)內(nèi)保存1 h后仍能夠保持80%以上活性;鐮刀菌Tibet-YD5000所產(chǎn)纖維素酶的最適反應溫度為65℃,最適反應pH6.0,在溫度30~40℃、pH4.0~7.0范圍內(nèi)保存1 h后仍能夠保持80%以上活性;青霉菌Tibet-YD4524所產(chǎn)纖維素酶的最適反應溫度為60

7、℃,最適反應pH6.0,分別在溫度30~40℃、pH4.0~7.0范圍內(nèi)保存1 h后仍能夠保持80%以上活性。對鏈霉菌Tibet-YD4524-3做了進一步研究,結(jié)果表明Tibet-YD4524-3具有產(chǎn)生木聚糖酶的功能,最適產(chǎn)木聚糖酶溫度為25℃,最適pH7.0,所產(chǎn)木聚糖酶的最適反應溫度為15℃,最適反應pH4.0。對鞘氨醇單孢菌Tibet-YD4604-2做了進一步研究,結(jié)果表明Tibet-YD4604-2可以降解有機磷農(nóng)藥毒死蜱

8、。
　　通過實驗得出結(jié)論:(1)青藏高原牦牛糞降解微生物具有物種多樣性,牦牛糞的降解是細菌、放線菌和霉菌多種微生物共同參與的結(jié)果,不同的環(huán)境條件影響微生物的分布及功能。(2)青藏高原牦牛糞降解微生物具有產(chǎn)酶多樣性,可以產(chǎn)生不同類型水解酶,包括纖維素酶、淀粉酶及蛋白酶。不同的菌株所產(chǎn)纖維素酶的條件及活性各不相同;此外,不同微生物所產(chǎn)纖維素酶也具有多樣性,能夠在不同的環(huán)境條件下與底物的反應。(3)青藏高原牦牛糞降解微生物具有潛在的應用