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酸性半纖維素降解菌篩選、鑒定及發(fā)酵條件研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

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(diǎn)。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(duì)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(yàn)針對(duì)南方水稻種植早、晚稻間隔時(shí)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(jìn)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(xué)性質(zhì),并通過稻稈降解試驗(yàn)證明該組合菌對(duì)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(jìn)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(xué)方法鑒定,初步判斷菌株NA9、NA10、NA12和NA13為哥斯達(dá)黎加鏈

3、霉菌(Streptomyces costaricanus),菌株NF1為亮白曲霉(Aspergillus candidus),菌株NF7為黃藍(lán)狀菌(Tarlaromyces flavus)。
   2、組合菌的構(gòu)建:經(jīng)平板對(duì)峙試驗(yàn)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(jìn)行發(fā)酵,并以各單菌發(fā)酵為對(duì)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(yàn)和正交試驗(yàn)進(jìn)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(xué)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(duì)酶活性有促進(jìn)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(duì)酶活性有促進(jìn)作用,Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+

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