酸性半纖維素降解菌篩選、鑒定及發(fā)酵條件研究.pdf

1、秸稈是重要的生物質(zhì)資源，其產(chǎn)量大、分布廣，如何有效的轉(zhuǎn)化利用成為全世界研究的熱點。將秸稈還田是既環(huán)保又有益于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的處理途徑。但由于秸稈結(jié)構(gòu)的特殊性，使其短期內(nèi)很難完全降解。以往的研究主要側(cè)重于對秸稈纖維素和木質(zhì)素降解的探索，而忽略了另一重要組分--半纖維素。本試驗針對南方水稻種植早、晚稻間隔時間短，稻稈降解速度慢，土壤pH較低等問題，篩選到了酸性半纖維素降解菌，并利用所得菌株進行組合菌構(gòu)建，優(yōu)化了組合菌固、液體發(fā)酵產(chǎn)酶條件，研

2、究其酶學性質(zhì)，并通過稻稈降解試驗證明該組合菌對稻稈具有明顯降解作用。
　　 1、半纖維素降解菌篩選、鑒定：采用水解圈法從南方酸性土壤中初篩得到38株半纖維素降解菌。通過水解圈和半纖維素酶活測定方法進行復(fù)篩，最終得到效果穩(wěn)定的高效半纖維素降解菌6株，其中放線菌4株(NA9，NA10，NA12，NA13)，真菌2株(NF1，NF7)。經(jīng)形態(tài)、生理生化和分子生物學方法鑒定，初步判斷菌株NA9、NA10、NA12和NA13為哥斯達黎加鏈

3、霉菌(Streptomyces costaricanus)，菌株NF1為亮白曲霉(Aspergillus candidus)，菌株NF7為黃藍狀菌(Tarlaromyces flavus)。
　　 2、組合菌的構(gòu)建：經(jīng)平板對峙試驗發(fā)現(xiàn)菌株NA9、NA10、NA12、NA13、NF1、NF7間均能良好共存，無任何拮抗現(xiàn)象。將6株菌以等比例構(gòu)建半纖維素降解組合菌進行發(fā)酵，并以各單菌發(fā)酵為對照，結(jié)果證明組合菌半纖維素酶活力明顯高于任一

4、單一菌株。
　　 3、發(fā)酵條件優(yōu)化：通過單因素試驗和正交試驗進行發(fā)酵條件優(yōu)化。液體發(fā)酵最佳條件為：稻稈粉與玉米桿粉(4:1)為碳源，添加量3.0％；0.5%硫酸銨為氮源；初始pH4.0；接菌量4%；發(fā)酵溫度35℃；180r/min振蕩培養(yǎng)96h。固體發(fā)酵最佳條件為：稻稈粉與葡萄糖(4:1)為碳源，裝料量10g；1.0%硫酸銨為氮源；初始pH4.0；接菌量7%；發(fā)酵溫度35℃；靜置培養(yǎng)96h。
　　 4、酶學性質(zhì)研究：液體

5、發(fā)酵半纖維素酶在偏酸環(huán)境具有較高穩(wěn)定性，最適反應(yīng)pH為4.0；在20℃～60℃可保持較高酶活性，最適作用溫度為50℃；金屬離子Ca2+、Mg2+、Pb2+、Cd2+對酶活性有促進作用，Cu2+、Fe2+、Mn2+則有抑制作用。固體發(fā)酵半纖維素酶在pH3.0～8.0具較高穩(wěn)定性，最適反應(yīng)pH為5.0；在較寬溫度范圍內(nèi)均可保持較高活性，最適作用溫度為60℃；金屬離子Mn2+、Pb2+對酶活性有促進作用，Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+