玉米秸秆低温高效降解复合菌GF-20宏基因组学解析及单菌株分离与复配

发布时间：2022-10-30 14:11

　　复合菌GF-20具有低温高效降解玉米秸秆的分解活性,但微生物组成复杂,低温降解机理尚不清楚,不利于菌剂生产。因此本研究利用宏基因组测序技术对复合菌GF-20进行高通量测序,依据测序数据对复合菌系的菌群结构、菌种组成进行分析,深入探讨其微生物组成类型、优势功能菌及代谢模式;在此基础上对GF-20关键组成菌株进行分离,再组配。并明确组配菌的功能特性,旨在简化GF-20菌种组成,提高降解效率。主要研究结果如下:1.复合菌GF-20菌种组成及功能多样性:利用宏基因组学测序技术明确复合菌GF-20微生物菌群结构、功能基因、代谢方式及物种多样性。结果表明,复合菌GF-20主要由细菌组成,门水平主要由Proteobacteria（丰度为62.84%）,Bacteroidete（丰度为10.24%）组成,在属水平主要由Pseudomonas（丰度为50.84%）、Dysgonomonas（丰度为 5.86%）、Achromobacter（丰度为 4.94%）、Stenotrophomonas（丰度为 3.67%）、Flavobacterum（丰度为2.04%）组成,代谢方式主要为碳水化合物代谢及氨基酸... 

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
1 引言
    1.1 玉米秸秆利用现状及秸秆还田的生物学效应
        1.1.1 玉米秸秆产量及还田方式
        1.1.2 秸秆还田生物学效应
    1.2 秸秆降解微生物研究进展
        1.2.1 降解秸秆单菌株种类
        1.2.2 秸秆降解复合微生物
    1.3 玉米秸秆木质纤维素组成及降解酶系
        1.3.1 木质素
        1.3.2 纤维素
        1.3.3 半纤维素
        1.3.4 纤维素降解酶
        1.3.5 半纤维素降解酶
        1.3.6 木质素降解酶
    1.4 微生物分子生态学的应用
    1.5 本研究的目的与意义
    1.6 研究内容
    1.7 技术路线
2 复合菌GF-20宏基因组测序
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试验时间与地点
        2.1.2 试验材料
        2.1.3 培养基
        2.1.4 试验样品采集
        2.1.5 测序流程
        2.1.6 数据统计与质控
        2.1.7 组装、基因预测与基因集构建
        2.1.8 物种注释
        2.1.9 功能注释
    2.2 结果与分析
        2.2.1 数据预处理统计
        2.2.2 复合菌GF-20物种组成
        2.2.3 复合菌GF-20功能注释
        2.2.4 复合菌GF-20碳水化合物代谢相关途径
        2.2.5 复合菌GF-20玉米秸秆降解相关代谢
        2.2.6 不同碳源对GF-20菌群结构的影响
        2.2.7 复合菌GF-20降解性能的提升
    2.3 小结
3 单菌株分离与复配
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验材料
        3.1.2 培养基
        3.1.3 试验设计
        3.1.4 测定指标与方法
        3.1.5 数据处理
    3.2 结果与分析
        3.2.1 菌株的分离纯化与刚果红鉴定
        3.2.2 单菌株拮抗试验分析
        3.2.3 滤纸条崩解效果分析
        3.2.4 复配菌滤纸酶活性分析
        3.2.5 复配菌木聚糖酶活性分析
        3.2.6 复配菌漆酶酶活性分析
        3.2.7 复配菌玉米秸秆降解率分析
        3.2.8 复配菌降解性能提升
    3.3 小结
4 复配菌秸秆降解特性分析
    4.1 材料与方法
        4.1.1 试验地点
        4.1.2 试验材料
        4.1.3 培养基
        4.1.4 试验设计
        4.1.5 测定指标与方法
    4.2 结果与分析
        4.2.1 复配菌生长曲线及发酵液pH动态测定
        4.2.2 复配菌挥发性脂肪酸动态变化
        4.2.3 复配菌酶活性动态变化
        4.2.4 复配菌不同培养条件下酶活特性
        4.2.5 复配菌不同培养条件下玉米秸秆降解特性
        4.2.6 复配菌不同培养条件下挥发性脂肪酸变化
        4.2.7 复配菌不同培养代数玉米秸秆降解稳定性
        4.2.8 复配菌环境适应性及促腐效果
    4.3 小结
5 复配菌协同作用关系研究
    5.1 材料与方法
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 主要仪器及试剂
        5.1.3 试验设计
        5.1.4 培养条件
        5.1.5 测定指标与方法
    5.2 结果与分析
        5.2.1 复配菌滤纸酶活性特性
        5.2.2 复配菌木聚糖酶酶活性特性
        5.2.3 复配菌漆酶酶活性特性
        5.2.4 复配菌玉米秸秆降解率
        5.2.5 复配菌木质纤维素降解特性
        5.2.6 复配菌微生物量分析
    5.3 小结
6 讨论
    6.1 复合菌GF-20菌种组成多样性
    6.2 复合菌GF-20功能多样性
    6.3 复合菌GF-20协同降解模式
    6.4 菌株分离及复配
        6.4.1 单菌特性
        6.4.2 复配菌降解效果分析
        6.4.3 复配菌的协同关系
    6.5 复配菌Z稳定性
7 结论
    7.1 复合菌GF-20组成与功能多样性
    7.2 复合菌GF-20降解模式
    7.3 菌株分离及复配
    7.4 复配菌Z特性
    7.5 复配菌菌株协同作用关系
8 创新点与展望
    8.1 创新点
    8.2 展望
致谢
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3699037