秸秆快速降解菌系的构建及其在有机污染物治理中的应用
发布时间：2021-12-24 12:27
秸秆快速降解不仅可以解决农业废弃物资源浪费和秸秆焚烧造成的环境污染问题,而且对改善土壤结构、增加肥力具有重要价值,对促进农业生态健康发展意义重大。本文利用重组里氏木霉（Trichoderma reesei ZJ-09）、黑曲霉（Aspergillusniger ZU-06）和彩绒革盖菌（Trametes versicolor）构建而成的秸秆快速降解复合菌系（TATS）对秸秆降解进行研究,利用其固态发酵过程中生产的漆酶对环境中存在的几类典型有机污染物进行催化降解,并在此基础上开展TATS降解秸秆与土壤污染生物修复的耦合试验。以水稻秸秆为基质固态发酵过程中,发现重组里氏木霉不仅能高产纤维素酶,而且还可生产漆酶,对于里氏木霉不能利用的木质素具有一定的降解作用。固态发酵10天,滤纸酶（纤维素酶）和漆酶活力分别可达110.4 IU/g和24.5 IU/g;秸秆纤维素、半纤维素和木质素降解率分别为56.1%、49.3%、36.8%,失重率达41.1%,较出发菌株提高了 23.9%。研究发现:重组里氏木霉和枯草芽孢杆菌不适合进行协同发酵。黑曲霉作为辅助菌种可有效提高固态基质中纤维素酶和木聚糖酶活力,...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?土霉素和金霉素结构式??
基对硫磷、久效磷和磷胺等５种高毒有机磷农药的替代品毒死蜱被广泛施用??于玉米、水稻、小麦、花生、大豆、棉花、蔬果等经济作物上以防治包括棉钤虫、??蚜虫和小麦黏虫等在内的百余种病虫害［７１］。但随之而来不可避免的是在水体和??土壤中均不同程度的检出了毒死蜱残留。重复使用毒死蜱会降低土壤肥力，影响??土壤中优势菌群数量和丰度，同时也会对水生动楦物产生严重影响［７２，７３］。毒死蜱??能通过皮肤接触进入到人体内产生积聚效应，通过抑制乙酰胆碱酶活力引起头暈??恶心。研究表明毒死蜱可影响儿童大脑发育，低剂量下可影响ＤＮＡ和蛋白质的??合成，长期接触者肺癌的发病率明显增加［７４］。因此，毒死蜱引发的环境和健康问??题不容忽视。??
在??小麦秸秆上固态发酵７天可生产漆酶０．３５４?Ｕ／ｍＬ［８６Ｌ与此相比，本实验室构建??的重姐里氏木霉不仅可以保留出发菌株里氏木霉高产纤维素酶的优点还可另外??生产漆酶用于降解木质素，从而进一步促进秸秆的降解，具有一定的优势。???＾＝：?——?????－，５０??｜｜?ＦＰＡ?／＼?Ｌａｃｃａｓｅ?ａｃｔｉｖｉｔｙ?Ｍａｓｓ?ｌｏｓｓ?－?２８??１４０?－??Ｔ?－２６?■??Ａｌｌ??Ｔ．ｒｅｅｓｅｉ?ＺＪ－０９?丁?ｒｅｅｓｅｉ?ＺＵ－０２??图２．１重组里氏木霉对比里氏木霉降解秸秆试验??Ｆｉｇ．２．１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｒａｗ?ｗｉｔｈ?ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ?Ｔ．?ｒｅｅｓｅｉ?ＺＪ－０９?ａｎｄ?Ｔ．?ｒｅｅｓｅｉ??２．３．１．２枯草芽孢杆菌对重组里氏木霉降解秸秆的影响??芽孢杆菌被广泛用于降解纤维素和木质素｜８７］。为研究重组里氏木霉与枯草??芽孢杆菌的协同降解秸秆效果，以重组里氏木霉和枯草芽孢杆菌１：１的比例及枯??草芽孢杆菌延迟６天进行接种，设置单一菌种对照实验，培养１０天进行取样测??定。结果如图２．２所示，枯草芽孢杆菌在发酵秸杆过程中也能生产漆酶，但漆酶??活力相较重组里氏木霉具有较大差距，仅为１．４ＩＵ／ｇ。而且由于滤纸酶活力的较??低水平导致单一枯草芽孢杆菌降解秸秆的效果不尽人意。由图可知在将细菌与真??菌混合过程中，重组里氏木霉降解秸秆及产酶能力被严重限制。这是因为芽孢杆??菌属的细菌会产生相应的抗菌物质和细菌素，对真菌生长具有明显的抑制作用而??自身免疫［８８］。Ｗｕ等人利用商业秸秆分解剂（枯草芽孢杆菌、干酪杆菌
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国农作物秸秆资源时空分布及其产率变化分析[J]. 卫洪建,杨晴,李佳硕,杨海平,陈汉平. 可再生能源. 2019(09)
[2]我国农作物秸秆离田多元化利用现状与策略[J]. 毕于运,高春雨,王红彦,王萍,王亚静. 中国农业资源与区划. 2019(09)
[3]浅谈兽用抗生素应用现状及益生菌的替代潜能[J]. 王明艳,朱亚丽,张广智,崔尚金. 现代畜牧兽医. 2019(07)
[4]市场需求大的重量级杀虫剂毒死蜱综述[J]. 华乃震. 农药市场信息. 2019(10)
[5]市场需求大的重量级杀虫剂毒死蜱综述[J]. 华乃震. 农药市场信息. 2019 (10)
[6]纤维素降解酶研究进展[J]. 王晓涛,魏佩玲,胡波,宫平. 草食家畜. 2019(03)
[7]复合菌剂对玉米秸秆的降解及土壤生态特性的影响[J]. 魏蔚,宋时丽,吴昊,张丽,管永祥,李运生,戴传超. 土壤通报. 2019(02)
[8]利用重组里氏木霉高效降解秸秆的研究[J]. 秦雪丽,夏颖,赵杰,夏黎明. 高校化学工程学报. 2018(06)
[9]重组里氏木霉产漆酶及其在含活性艳蓝KN-R印染废水脱色中的应用[J]. 赵杰,夏颖,夏黎明. 高校化学工程学报. 2018(03)
[10]我国有机氯农药场地污染现状与修复技术研究进展[J]. 赵玲,滕应,骆永明. 土壤. 2018(03)
博士论文
[1]外源漆酶基因在里氏木霉中的表达及其应用基础研究[D]. 赵杰.浙江大学 2018
[2]我国农业废弃物新型能源化开发利用研究[D]. 左旭.中国农业科学院 2015
[3]木质素新型模型物的合成及其在木质素结构研究中的应用[D]. 岳凤霞.华南理工大学 2012
[4]内切型-β-葡聚糖酶基因的克隆与表达[D]. 金欣.浙江大学 2011
[5]木质素降解微生物特性及其对农业废物堆肥腐殖化的影响研究[D]. 黄红丽.湖南大学 2009
[6]利用玉米秸秆制取燃料乙醇的关键技术研究[D]. 陈明.浙江大学 2007
硕士论文
[1]Trametes versicolor产漆酶及其在有机污染物降解中的应用基础研究[D]. 曾盛泉.浙江大学 2017
[2]高效降解水稻秸秆复合菌群的构建及其降解效能[D]. 李玉琦.哈尔滨工业大学 2016
[3]漆酶介体体系对毒死蜱及其水解产物TCP的降解研究[D]. 汪敏敏.南京林业大学 2012
[4]里氏木霉纤维素酶的分离纯化与酶学性质研究[D]. 于兆海.南京林业大学 2006
本文编号：3550484
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?土霉素和金霉素结构式??
基对硫磷、久效磷和磷胺等５种高毒有机磷农药的替代品毒死蜱被广泛施用??于玉米、水稻、小麦、花生、大豆、棉花、蔬果等经济作物上以防治包括棉钤虫、??蚜虫和小麦黏虫等在内的百余种病虫害［７１］。但随之而来不可避免的是在水体和??土壤中均不同程度的检出了毒死蜱残留。重复使用毒死蜱会降低土壤肥力，影响??土壤中优势菌群数量和丰度，同时也会对水生动楦物产生严重影响［７２，７３］。毒死蜱??能通过皮肤接触进入到人体内产生积聚效应，通过抑制乙酰胆碱酶活力引起头暈??恶心。研究表明毒死蜱可影响儿童大脑发育，低剂量下可影响ＤＮＡ和蛋白质的??合成，长期接触者肺癌的发病率明显增加［７４］。因此，毒死蜱引发的环境和健康问??题不容忽视。??
在??小麦秸秆上固态发酵７天可生产漆酶０．３５４?Ｕ／ｍＬ［８６Ｌ与此相比，本实验室构建??的重姐里氏木霉不仅可以保留出发菌株里氏木霉高产纤维素酶的优点还可另外??生产漆酶用于降解木质素，从而进一步促进秸秆的降解，具有一定的优势。???＾＝：?——?????－，５０??｜｜?ＦＰＡ?／＼?Ｌａｃｃａｓｅ?ａｃｔｉｖｉｔｙ?Ｍａｓｓ?ｌｏｓｓ?－?２８??１４０?－??Ｔ?－２６?■??Ａｌｌ??Ｔ．ｒｅｅｓｅｉ?ＺＪ－０９?丁?ｒｅｅｓｅｉ?ＺＵ－０２??图２．１重组里氏木霉对比里氏木霉降解秸秆试验??Ｆｉｇ．２．１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｒａｗ?ｗｉｔｈ?ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ?Ｔ．?ｒｅｅｓｅｉ?ＺＪ－０９?ａｎｄ?Ｔ．?ｒｅｅｓｅｉ??２．３．１．２枯草芽孢杆菌对重组里氏木霉降解秸秆的影响??芽孢杆菌被广泛用于降解纤维素和木质素｜８７］。为研究重组里氏木霉与枯草??芽孢杆菌的协同降解秸秆效果，以重组里氏木霉和枯草芽孢杆菌１：１的比例及枯??草芽孢杆菌延迟６天进行接种，设置单一菌种对照实验，培养１０天进行取样测??定。结果如图２．２所示，枯草芽孢杆菌在发酵秸杆过程中也能生产漆酶，但漆酶??活力相较重组里氏木霉具有较大差距，仅为１．４ＩＵ／ｇ。而且由于滤纸酶活力的较??低水平导致单一枯草芽孢杆菌降解秸秆的效果不尽人意。由图可知在将细菌与真??菌混合过程中，重组里氏木霉降解秸秆及产酶能力被严重限制。这是因为芽孢杆??菌属的细菌会产生相应的抗菌物质和细菌素，对真菌生长具有明显的抑制作用而??自身免疫［８８］。Ｗｕ等人利用商业秸秆分解剂（枯草芽孢杆菌、干酪杆菌
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国农作物秸秆资源时空分布及其产率变化分析[J]. 卫洪建,杨晴,李佳硕,杨海平,陈汉平. 可再生能源. 2019(09)
[2]我国农作物秸秆离田多元化利用现状与策略[J]. 毕于运,高春雨,王红彦,王萍,王亚静. 中国农业资源与区划. 2019(09)
[3]浅谈兽用抗生素应用现状及益生菌的替代潜能[J]. 王明艳,朱亚丽,张广智,崔尚金. 现代畜牧兽医. 2019(07)
[4]市场需求大的重量级杀虫剂毒死蜱综述[J]. 华乃震. 农药市场信息. 2019(10)
[5]市场需求大的重量级杀虫剂毒死蜱综述[J]. 华乃震. 农药市场信息. 2019 (10)
[6]纤维素降解酶研究进展[J]. 王晓涛,魏佩玲,胡波,宫平. 草食家畜. 2019(03)
[7]复合菌剂对玉米秸秆的降解及土壤生态特性的影响[J]. 魏蔚,宋时丽,吴昊,张丽,管永祥,李运生,戴传超. 土壤通报. 2019(02)
[8]利用重组里氏木霉高效降解秸秆的研究[J]. 秦雪丽,夏颖,赵杰,夏黎明. 高校化学工程学报. 2018(06)
[9]重组里氏木霉产漆酶及其在含活性艳蓝KN-R印染废水脱色中的应用[J]. 赵杰,夏颖,夏黎明. 高校化学工程学报. 2018(03)
[10]我国有机氯农药场地污染现状与修复技术研究进展[J]. 赵玲,滕应,骆永明. 土壤. 2018(03)
博士论文
[1]外源漆酶基因在里氏木霉中的表达及其应用基础研究[D]. 赵杰.浙江大学 2018
[2]我国农业废弃物新型能源化开发利用研究[D]. 左旭.中国农业科学院 2015
[3]木质素新型模型物的合成及其在木质素结构研究中的应用[D]. 岳凤霞.华南理工大学 2012
[4]内切型-β-葡聚糖酶基因的克隆与表达[D]. 金欣.浙江大学 2011
[5]木质素降解微生物特性及其对农业废物堆肥腐殖化的影响研究[D]. 黄红丽.湖南大学 2009
[6]利用玉米秸秆制取燃料乙醇的关键技术研究[D]. 陈明.浙江大学 2007
硕士论文
[1]Trametes versicolor产漆酶及其在有机污染物降解中的应用基础研究[D]. 曾盛泉.浙江大学 2017
[2]高效降解水稻秸秆复合菌群的构建及其降解效能[D]. 李玉琦.哈尔滨工业大学 2016
[3]漆酶介体体系对毒死蜱及其水解产物TCP的降解研究[D]. 汪敏敏.南京林业大学 2012
[4]里氏木霉纤维素酶的分离纯化与酶学性质研究[D]. 于兆海.南京林业大学 2006
本文编号：3550484
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