高效厌氧纤维素降解菌的筛

发布时间：2020-05-21 18:33

【摘要】：由于建设成本低、适合农村等特点,沼气已成为国家能源建设和新农村建设中优先发展重点。然而,沼气产量严重受到温度的制约,低温可造成沼气池产气大幅减少,大大限制沼气在北方寒冷地区的推广。其次,沼气产气速率还受到其主要发酵原料-纤维素类物质的降解和转化效率的影响。因此,低温环境下高效纤维素降解菌的获得具有重要意义。本研究选取低温冻土及与沼气发酵相关的材料(牛粪、羊粪、沼泥)为研究样本,对其厌氧纤维素降解菌的菌群结构进行了分析,从中筛选出高效的厌氧纤维素降解菌,构建了复合降解菌系,并应用于沼气发酵。主要得到以下结果： 1、运用亨盖特厌氧技术分离到264株厌氧纤维降解菌,其中35℃分离到191株,主要由Acetivibrio、Clostridium和Ruminococcus3个属的类群组成；15℃分离到73株,主要由Clostridium、Bacteroides组成。不同类型的样本间厌氧纤维素降解菌的菌群结构和数量也有较大差异,但整体上多样性偏低,结构较为单一。 2、筛选到15株高效纤维素降解菌。其滤纸降解率和CMC酶活都高于18.51%和0.0116U,其中YBJ-301351的纤维素降解能力最好,滤纸降解率和CMC酶活分别是52.69%和0.033U。 3、用正交配对方法构建并筛选出两种高效厌氧纤维素降解复合菌系C14C15,其酶活分别比YBJ-301351高出124%和60%,同时滤纸降解率分别比YBJ-301351提高了65.5%和25.9%。 4、复合菌系C14能够明显提高35℃和15℃沼气发酵产气率以及玉米秸秆降解率。在35℃下,C14能够快速启动沼气发酵,并且沼气发酵总产气量和甲烷总产气量分别提高了27.3%和21.5%；在15℃下,对照与C14处理组日产气速率均不太稳定,但C14处理组总产气量和甲烷总量分别比对照提高了25.7%和23.7%。 研究结果丰富了纤维素降解菌菌种资源,复合降解菌系的获得也为提高寒区沼气产气速率和提高了有价值的资料。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X172;S216.4

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