高效降解纤维素菌株的分离鉴定及其性质研究

发布时间：2017-12-26 12:26

  本文关键词：高效降解纤维素菌株的分离鉴定及其性质研究　出处：《浙江海洋学院》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：纤维素不仅作为地球上数量最大的可再生资源,而且也是构成植物材料的主要成分。近年来,利用各种可再生资源开发不损害生态环境的新型材料成为了一种发展趋势。纤维素被利用的最佳方法即利用微生物法降解转化,自然界中能够降解纤维素的微生物很多,其降解方式呈现出了多样性的特点。它们存在于大自然各个地方,主要包括原生动物、真菌和细菌。也存在于各种环境中,有需氧的、厌氧的、嗜中温的和能在高温下生长的,还包括最极端的生长条件,温度、压力和p H值等。从国内外目前研究的现状发现,纤维素资源的进一步有效利用,被纤维素降解生理机制、降解纤维素原料诱导微生物产酶不完全清楚以及降解纤维素的微生物所产酶活力较低等因素受到了限制。因此找到一株高效降解纤维素菌株具有非常重要的意义。本文得到的结论如下:1、本实验通过从土壤中共分离筛选到16株微生物。通过刚果红染色法和滤纸条液体培养法初筛,并结合复筛,确定3株霉菌降解纤维素的酶活力较高。通过平板培养拮抗试验,发现3株霉菌共同培养无明显的抑制作用,可以协同生长,固将3株霉菌混合培养构建为F-7复合菌系。测定F-7复合菌系纤维素酶活力(CMC酶活力),结果显示其具有较高纤维素酶活力且比F5单株菌提高了9.52 IU/m L。2、利用扫描电镜(SEM)分析,F-7复合菌系首先对秸秆和玉米芯的表层及致密结构开始破坏降解,接着植物细胞壁出现了大面积的破损。复合菌系开始对其内部组织进行降解,降解后整个组织结构呈现松散状态。通过真菌菌落形态观察、显微镜观察和同源性分析,确定菌株F1为葡萄座腔菌(Botryosphaeria)、F2为米根霉(Rhizopus oryzae)及F5为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。3、将F-7复合菌系发酵培养,通过测定纤维素酶活力并将其作为响应值,得到了该菌系中各菌株最优接种配比为:F1(Botryosphaeria)为3 m L%、F2(Rhizopus oryzae)为3.5 m L%及F5(Fusarium oxysporum)为4.2 m L%。确立了F-7复合菌系产纤维素酶的最适发酵培养基,优化后获得最佳培养基组分为:玉米芯4 g,秸秆7.6 g,(NH4)2SO4 4.1 g,K2HPO4 2 g,Mg SO4·7H2O 1.2 g,KH2PO4 2 g,Na Cl 1.5 g,蛋白胨1.5 g,酵母膏2g,H2O 1000 m L。优化培养基后测定的纤维素酶活力比优化前提高了9%。4、通过单因素试验,依据Box-Behnken原理对F-7复合菌系的发酵工艺进行优化设计,得出最佳发酵条件为:p H值为6.5,培养温度为28℃,摇床转速为180 r/min,培养时间为6 d。通过试验得到复合菌系F-7所产纤维素酶酶促反应的最佳反应条件。F-7复合菌系发酵液的CMC酶活在p H3.0~7.0的范围内,最适反应p H值为5.0,最优转速为4000 r/min下离心10 min。最佳反应温度为55℃,超过60℃,酶活力快速下降,最适反应时间为30 min。5、采用(NH4)2SO4分级沉淀、透析和葡聚糖凝胶层析柱Sephadex G-75分离纯化技术进行试验后,可得到SDS-PAGE电泳级纯度的酶。本实验得到了一种相对分子量约为66.2 k D的纤维素酶。分离纯化后该酶的回收率为19%,比活力提高了1.6倍。
【学位授予单位】：浙江海洋学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X172

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本文编号：1337278