人工条件下鸡毛降解过程中真菌群落的动态变化
发布时间：2020-10-27 19:58
角蛋白是一种纤维性与难溶型的结构蛋白,是自然界中仅次于纤维素和几丁质的第三大丰富聚合物,角蛋白是构成皮肤、毛发、羽毛、角等的重要组成部分。降解后的角蛋白是丰富的蛋白质来源,可用于生产饲料或包覆膜材料以及生物医学材料等等。传统的物理化学降解角蛋白易对环境造成污染,所得产物也不理想,而微生物降解角蛋白是一种温和、高效、绿色的方法,具有广阔的发展潜力和极高的实用价值。本研究基于传统的真菌平板分离培养和高通量测序技术分析,分析医院绿地土壤加入无菌鸡毛粉后不同时期的真菌群落组成变化。筛选出一株对鸡毛粉角蛋白有高效降解能力的真菌,通过正交试验探索其最佳发酵条件。基于传统的真菌平板分离培养结果可知,加入富角蛋白的无菌鸡毛粉不同时期(初期3d、中期30d、后期90d)的医院绿地土壤中真菌群落组成有较大差异。通过经典的平板分类方法,从加入鸡毛粉的医院土中共分离到真菌372株,经形态特征和分子鉴定,它们分属19属33种。从医院绿地土分离获得的真菌类群中,初期(YY1)样本中分离到6属12种155株真菌,初期(YY1)样本的真菌优势类群是青霉属Penicillium,占分离真菌总数的59%。中期(YY2)样本中分离到10属15种134株真菌,中期(YY2)样本中蜡蚧属Lecanicillium是优势类群,占总数的48%。后期(YY3)样本中分离到7属11种83株真菌,后期(YY3)样本中真菌优势类群则是小孢子属Microsporum,占总数的53%。随着鸡毛的降解,不同时期内医院土中的真菌优势类群发生明显的动态变化。将富含角蛋白有机物的无菌鸡毛粉加入一医院的绿地土后,基于高通量测序技术分析真菌群落的组成及相对丰度,发现在富含角蛋白基质鸡毛粉降解过程中共有真菌6门15纲39目71科128属。加入鸡毛粉的不同时期(初期3d、中期30d、后期90d)医院土真菌群落结构发生较大的变化。添加鸡毛粉3d的医院土(YY1)中真菌群落多样性丰富,优势种是芽殖久浩酵母Guehomyces pullulans(57.42%);加入鸡毛粉30d后(YY2),群落组成中不少真菌群落的相对丰度明显下降,优势种为一分类地位未定的真菌属,其相对丰度是77.57%;加入鸡毛粉90d后(YY3),一些潜在的人类病原真菌的相对丰度有所上升,真菌优势种是石膏样小孢子菌Microsporum gyseum(55.17%),而初期的真菌优势种芽殖久浩酵母Guehomyces pullulans的相对丰度则明显的降低。研究表明富含角蛋白的鸡毛粉对医院绿地土壤中的真菌群落,特别是一些人体潜在病原真菌的相对丰度和群落组成具有明显的调节作用。基于传统的真菌平板分离培养的方法,从加入鸡毛粉中期的医院绿地土中分离到一株能够高效降解角蛋白的真菌GZZC1Y2-12,通过菌株形态特征和分子鉴定可知高效降解角蛋白菌株1Y2-12属于蜡蚧属Lecanicillium,根据ML系统发育树将该菌株命名为Lecanicillium testudineum。采用正交试验探索该菌株降解角蛋白的最佳发酵条件,结果可知,影响菌株1Y2-12产酶的各因素主次顺序为N源﹥无机离子﹥C源,其中N源对菌株发酵产酶活力的影响最显著。菌株1Y2-12产酶的最佳培养条件为A_2B_3C_1,在此条件下菌株1Y2-12发酵产酶的值为22.03U/mL。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X713;X172
【部分图文】：
贵州大学 2019 届硕士毕业论文 人工条件下鸡毛降解过程中真菌群落的动态变化从医院绿地土分离获得的真菌类群中，初期（YY1）样本的真菌优势类群是青霉属Penicillium，占分离真菌总数的 59%。中期（YY2）样本中蜡蚧属 Lecanicillium 是优势类群，占总数的 48％。后期（YY3）样本中真菌优势类群则是小孢子属 Microsporum，占总数的 53%。随着鸡毛的降解，不同时期内医院土中的真菌优势类群发生明显的动态变化。
77.57%）、石膏样小孢子菌 Microsporum gypseum（19.7%）和芽殖久浩酵母 Guehomycesullulans（0.34%）；在加入鸡毛粉后期 90d 的样本中（YY3），鸡毛粉这时已被完全降，这时土样中的优势真菌类群是石膏样小孢子菌 Microsporum gypseum（55.17%）、鉴定真菌 Unclassified fungi（24.98%）、芽殖久浩酵母 Guehomyces pullulans（3.38%）。个时期的医院土中优势真菌类群都不相同，加入鸡毛粉后能使医院土中的真菌群落组发生明显的变化。初期（YY1）样本中，医院土的真菌组成群落较丰富，在鸡毛粉降的中期（YY2）样本中，真菌类群的组成较少，此期间的真菌都是对角蛋白有明显偏性的真菌。未鉴定真菌 Unclassified fungi 是降解角蛋白的关键菌株，石膏样小孢子菌icrosporum gypseum 同样是降解鸡毛粉角蛋白的重要菌株。在后期（YY3）样本中，时鸡毛粉已降解完，真菌群落组成明显增多。值得我们关注的是，在加入鸡毛粉的中（30d），土样中的潜在病原真菌芽殖久浩酵母 Guehomyces pullulans 的相对丰度明显低，而另一种病原真菌隐球酵母的相对丰度也明显降低。
图 3-3 加入鸡毛粉后不同时期医院土真菌群落组成的动态变化Fig.3-3 Dynamic changes of community composition of soil fungi in hospitals after adding chicken feather powder3.2.3 鸡毛粉加入后医院绿地土真菌群落组成的α-多样性差异表 3-3 和图 3-4 清楚表明，加入鸡毛粉初期（YY1）的样本中其α-多样性 Shannon和 Chao 指数明显较高，分别达到 2.124 和 216.2187，说明真菌群落组成丰富；加入鸡毛粉中期（YY2）的多样性就明显下降（分别未 0.7749 和 138.0526），但其 Simpson指数明显上升（0.6212），揭示了其群落组成的均匀度较差，其中个别真菌，如石膏样小孢子菌 Microsporum gypseum 的相对丰度上升明显。表 3-3 不同时期医院绿地土真菌群落组成的多样性指数Table 3-3 Diversity index of fungal community composition in green soils of hospitals in different periods样本 Sample Shannon 指数 Simpson 指数 Chao 指数YY1 2.1241 0.3437 216.2187YY2 0.7749 0.6212 138.0526
【参考文献】
本文编号：2858984
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X713;X172
【部分图文】：
贵州大学 2019 届硕士毕业论文 人工条件下鸡毛降解过程中真菌群落的动态变化从医院绿地土分离获得的真菌类群中，初期（YY1）样本的真菌优势类群是青霉属Penicillium，占分离真菌总数的 59%。中期（YY2）样本中蜡蚧属 Lecanicillium 是优势类群，占总数的 48％。后期（YY3）样本中真菌优势类群则是小孢子属 Microsporum，占总数的 53%。随着鸡毛的降解，不同时期内医院土中的真菌优势类群发生明显的动态变化。
77.57%）、石膏样小孢子菌 Microsporum gypseum（19.7%）和芽殖久浩酵母 Guehomycesullulans（0.34%）；在加入鸡毛粉后期 90d 的样本中（YY3），鸡毛粉这时已被完全降，这时土样中的优势真菌类群是石膏样小孢子菌 Microsporum gypseum（55.17%）、鉴定真菌 Unclassified fungi（24.98%）、芽殖久浩酵母 Guehomyces pullulans（3.38%）。个时期的医院土中优势真菌类群都不相同，加入鸡毛粉后能使医院土中的真菌群落组发生明显的变化。初期（YY1）样本中，医院土的真菌组成群落较丰富，在鸡毛粉降的中期（YY2）样本中，真菌类群的组成较少，此期间的真菌都是对角蛋白有明显偏性的真菌。未鉴定真菌 Unclassified fungi 是降解角蛋白的关键菌株，石膏样小孢子菌icrosporum gypseum 同样是降解鸡毛粉角蛋白的重要菌株。在后期（YY3）样本中，时鸡毛粉已降解完，真菌群落组成明显增多。值得我们关注的是，在加入鸡毛粉的中（30d），土样中的潜在病原真菌芽殖久浩酵母 Guehomyces pullulans 的相对丰度明显低，而另一种病原真菌隐球酵母的相对丰度也明显降低。
图 3-3 加入鸡毛粉后不同时期医院土真菌群落组成的动态变化Fig.3-3 Dynamic changes of community composition of soil fungi in hospitals after adding chicken feather powder3.2.3 鸡毛粉加入后医院绿地土真菌群落组成的α-多样性差异表 3-3 和图 3-4 清楚表明，加入鸡毛粉初期（YY1）的样本中其α-多样性 Shannon和 Chao 指数明显较高，分别达到 2.124 和 216.2187，说明真菌群落组成丰富；加入鸡毛粉中期（YY2）的多样性就明显下降（分别未 0.7749 和 138.0526），但其 Simpson指数明显上升（0.6212），揭示了其群落组成的均匀度较差，其中个别真菌，如石膏样小孢子菌 Microsporum gypseum 的相对丰度上升明显。表 3-3 不同时期医院绿地土真菌群落组成的多样性指数Table 3-3 Diversity index of fungal community composition in green soils of hospitals in different periods样本 Sample Shannon 指数 Simpson 指数 Chao 指数YY1 2.1241 0.3437 216.2187YY2 0.7749 0.6212 138.0526
【参考文献】
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本文编号：2858984
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