玉米秸稈腐解復合菌系YM-1的構建及其降解性能研究.pdf

1、本文針對北方玉米秸稈還田地區(qū)秸稈降解速度緩慢，從而影響下茬作物生長的狀況，以山東德州、泰安等地玉米秸稈連續(xù)多年還田的土壤樣品為菌源，篩選具有降解纖維素能力的菌株，通過菌株間拮抗試驗構建復合菌系YM-1，通過液體、固體發(fā)酵試驗中菌系的CMC酶活、濾紙酶活、木聚糖酶活和PCR-DGGE監(jiān)測菌群的動態(tài)變化，評價YM-1的功能及其組成穩(wěn)定性;最后通過模擬田間試驗評價復合菌系YM-1的應用效果。論文的主要結果如下:
　　 1)采用CMC-

2、剛果紅染色法從土壤中分離篩選了15株產(chǎn)纖維素酶菌株，在對其進行低溫誘導試驗中發(fā)現(xiàn)菌株M11在13℃低溫環(huán)境下仍能高效分解纖維素，鑒定M11為草酸青霉（Penicillium oxalicum）。發(fā)酵試驗表明:以玉米秸稈粉為唯一碳氮源，13℃、200 r/min搖床發(fā)酵培養(yǎng)9d時，纖維素酶活力最高為33.08 U/mL。對其酶學性質初步研究表明該酶最適pH為5.0，最適反應溫度為20℃，在5℃～20℃間酶活力仍能保持在90％以上。

3、　　 2)根據(jù)液體發(fā)酵中各菌株纖維素酶活力大小，從上述15株菌中篩選出4株產(chǎn)酶能力較高的菌株X11、M11、M14、F7，將它們與對照菌株里氏木霉DSM768（南京農業(yè)大學資源與環(huán)境學院贈送）及實驗室保存的具有降解玉米秸稈的復合菌系CSS-1組配得到新的復合菌系YM-1。
　　 3)采用液體發(fā)酵試驗研究復合菌系YM-1的產(chǎn)酶能力、結果表明:復合系YM-1在28℃、200 r/min條件下液體發(fā)酵培養(yǎng)7d時CMC酶活力達到最大值

4、29.87 U/mL，濾紙酶活力為17.14 U/mL，第9d時木聚糖酶活力最大為23.6 U/mL，發(fā)酵液的pH值隨時間的延長呈先下降后升高的趨勢。
　　 4)菌系YM-1的功能穩(wěn)定性:針對F10、F15、F20代固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物測得的纖維素酶活力及木聚糖酶活力，結果表明在復合菌系YM-1腐解過程中，不同代的復合系酶活變化幅度較小，各代酶活曲線的變化基本相同，都呈現(xiàn)出由低到高再降低的趨勢，說明復合菌系的產(chǎn)酶能力非常穩(wěn)定。
　

5、　 5)菌系YM-1的組成穩(wěn)定性及多樣性分析:采用PCR-DGGE分析YM-1的F2、F5、F10、F15、F20、F25代菌種組成，結果表明不同繼代復合菌系中細菌與真菌的組成穩(wěn)定;DGGE條帶回收分析后發(fā)現(xiàn):F15代不同發(fā)酵時間內DGGE條帶亮度與呈現(xiàn)的位置是不同的，菌系中的微生物組成具有多樣性。
　　 6)在模擬田間試驗中，采用失重率法測定不同處理下玉米秸稈的失重率，結果表明:對照、復合菌系YM-1、CSS-1及菌劑A處理

6、的秸稈干重都有所降低，對照秸稈失重率為13.1％，菌劑A為19.5％，CSS-1為30.6％，而YM-1的失重率最高達到36.9％，說明復合菌系YM-1對玉米秸稈具有較強的降解能力。
　　 7)在模擬田間試驗中，采用BIOLOG生態(tài)板測定不同處理的AWCD（微平板孔內平均顏色變化率）來分析腐解微生物的代謝活性，YM-1處理的AWCD曲線在12h～96h范圍內斜率最大，后期168 h的AWCD值最高達3.69;菌劑A、CSS-1和