竹林中纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化

发布时间：2020-01-27 12:16

【摘要】：近年来,竹林覆盖增产技术的广泛应用,在竹笋生产上获得了巨大的经济效益,然而,竹林地中覆盖的有机物短期内难以腐烂降解,严重影响竹子地下鞭系的正常生长发育,并使得竹林土壤物化性质发生改变,已成为竹林退化的重要“元凶”之一。而利用高效纤维素降解菌制作菌剂能够加快竹林有机覆盖物的分解速度,最终减缓或消除竹林退化。另外,纤维素作为潜在能源资源广泛分布于自然界中,储存量巨大,但绝大多数纤维素资源未得到合理利用,甚至直接被废弃,不仅浪费资源,而且污染环境。而筛选出高效降解纤维素菌株是实现纤维素向能源转化较为关键环节。因此,本研究主要是从临安各地竹林土壤中筛选高效纤维素降解菌株,旨在为促纤维素降解菌制剂的制作和纤维素酶产业化生产提供目的菌株,主要研究内容如下:(1)从临安野外竹林地采集枯枝落叶、林地覆盖物、腐殖土壤等样品,通过富集培养、羧甲基纤维素钠平板分离纯化、刚果红染色初筛、滤纸降解试验、测定羧甲基纤维素酶活等方法,分离到87株具有纤维素降解能力菌株,初筛得到10株能分泌胞外纤维素酶菌株,最终筛选出1株高效纤维素降解菌J6-1,其Hc值为2.62,滤纸降解率为42.3%,CMC酶活力为6.87 IU/mL。(2)观察菌株J6-1在CMC-Na平板上的菌落形态特征和菌体显微结构,结果表明菌株J6-1与青霉(Penicilll)形态上较为接近,初步鉴别该菌株为青霉。结合18S rRNA基因片段序列进行分析,确定菌株J6-1与Penicillium oxalicum亲缘关系十分相近,确认J6-1属于草酸青霉(Penicillium oxalicum)。(3)通过对影响菌种J6-1产酶的主要因素(氮源种类、碳源种类、种子菌液接种量、初始pH值、培养温度、培养时间)进行单因素实验,并对碳源添加量、氮源添加量、培养温度、和培养时间四个因素进行4因素3水平的正交试验,最终确定在添加15 g/L稻草粉、3 g/L酵母膏作碳源和氮源,10%接种量,pH=5,40℃,150 r/min发酵培养5 d条件下,该菌株获得最佳CMC酶活和滤纸酶活,分别为41.82 IU/m L和17.26IU/mL,其滤纸酶活力高于可晓等从雷竹林土壤中筛选到的青霉菌2.1(FPA=11.19 IU/mL)。(4)对菌株J6-1进行连续5代传代培养,并测定其每代菌株CMC酶活力和滤纸酶活力,结果表明菌株J6-1各子代菌株均能延续原代菌株高酶活特性,菌株J6-1纤维素降解能力能稳定遗传。(5)通过进行40天竹林覆盖物降解试验结果表明:菌种J6-1对木质素最大降解率为26.73%、纤维素最大降解率为38.73%、40天共减重768.65g,相比未接种菌剂空白组,接种菌剂组能够明显提高竹林有机覆盖物降解速度,说明获得的纤维素降解菌株J6-1对竹林有机覆盖物有较好的降解效果。
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S714.3

【参考文献】