苎麻脱胶细菌的筛

发布时间：2020-10-13 19:52

　　 脱胶问题是制约麻类产业发展的科学技术难题,生物脱胶技术是破解难题的重要途径,而生物脱胶技术的核心之一在于菌种。本研究从不同生境中分离、筛选出苎麻脱胶微生物,并对菌株进行种属鉴定、多样性分析、功能复筛和脱胶、产酶等性能分析,为麻类生物脱胶技术研究和应用提供菌种及筛选技术,为纤维质原料利用相关发酵技术和基因工程菌研究提供参考。1.从特定生境中筛选、分离出了101份苎麻脱胶可培养细菌。这些菌株具有不同程度降解苎麻韧皮中非纤维素组分的能力。经16S rRNA序列分析,结合形态特征,初步鉴定这些菌株属于3个门,5个纲,17个属,至少33个种,其中芽孢杆菌属菌株数量占56.44%。全部初筛菌株的16S rRNA序列在GenBank登录注册,序列比对结果中,PF50X菌株相似度最低。2.分析了与麻类植株降解作用密切相关的“土壤、腐殖、粪便、堆肥”4大类基质中细菌的种类多样性和分布规律。基质菌种多样性分析表明,麻类堆肥中脱胶菌多样性指数最低,均匀性分布低,但优势度明显较强,说明其中功能菌株并不丰富,但优势种地位突出,有一定特殊性。麻类腐殖样品中脱胶菌多样性指数最高,菌株含量丰富,菌种复杂程度高,是高效筛选专用菌种的较好来源。3.采用脱胶实效法对101个菌株进行苎麻脱胶功能复筛,PF06X、PF21X、PF28X、PF32X、PF38X、PF46X、PF56Q、PF60Q、PF96Q等9个菌株能在36h内分别使苎麻基本完成脱胶。通过水解透明圈验证9个菌株产脱胶酶能力,在短期脱胶效果和水解木聚糖、甘露聚糖的性能上,PF21X菌株表现最突出,可作为深入研究的功能菌株。4.与已知的高效脱胶菌株比较,PF21X对数生长期较晚;测定3类脱胶关键酶活力,PF21X产木聚糖酶能力相对较强;通过扫描电镜观察脱胶麻样,PF21X脱胶作用明显,纤维完全分散,胶质基本脱离,纤维形态保持良好,无明显纤维损伤,但其纤维表面与对照处理比较残留物略多;脱胶纤维成份分析表明,经PF21X发酵24h并适当处理后获得的纤维,残胶率6.51%,接近生产要求。5.本研究尝试通过相关报道的6个蛋白编码基因作为部分系统发育标记基因,对功能菌株PF21X和疑似新种PF50X进行种水平的鉴定,未能扩增测序得到有效序列。通过5对通用16S rRNA不同区段引物获得有效序列,经NCBI数据库比对分析后,均选用F3R3引物扩增到的可信度更高的结果,选取相似性最高的Lysinibacillussinduriensis和L.xylanilyticus序列的不同区段与PF21X深入比较表明,PF21X相关序列最接近的是L.xylanilyticus。在PF50X有效检测结果中,通过不同区段比对分析相似性最高的Sphingobacterium sp.(JQ514560.1)和Uncultured bacteriumLN564249.1,PF50X相关序列与不可培养细菌LN564249.1之间的相似度最高;经生理生化指标的检测,PF21X的特征与文献中的L.xylanilyticus的指标特征一致,PF50X试验结果符合Sphingobacterium属的一般特征,但是该菌存在水解明胶的特异性。综上所述,本研究认为PF21X(MK574953)为解木糖赖氨酸芽孢杆菌(L.xylanilyticus),PF50X(MK559539)可能是鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)的新种。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS102.22
【部分图文】：

01株初Fig.2.1Coloniesof101strainsofpr

细菌初步鉴定种的比例分布图

FirmicutesBacilli嗜冷芽孢杆菌 Psychrobacillus 2 1.98%土地芽孢杆菌属 Terribacillus 2 1.98%葡萄球菌属 Staphylococcus 1 0.99%魏斯氏菌属 Weissella 1 0.99%变形菌门Proteobacteriaγ-变形菌纲γ-proteobacteria肠杆菌属 Enterobacter 6 5.94%假单胞菌属 Pseudomonas 6 5.94%气单胞菌属 Aeromonas 3 2.97%柠檬酸杆菌属 Citrobacter 3 2.97%无色杆菌属 Achromobacter 2 1.98%不动杆菌属 Acinetobacter 2 1.98%β-变形菌纲β-proteobacteria泛菌属 Pantoea 2 1.98%拟杆菌门Bacteroidetes拟杆菌纲Bacteroidia金黄杆菌属 Chryseobacterium 1 0.99%鞘氨醇杆菌纲Sphingobacterium鞘氨醇杆菌属 Sphingobacterium 1 0.99%
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本文编号：2839633