高活性纖維素酶菌株的篩選鑒定和秸稈降解特性的研究.pdf

1、農(nóng)作物秸稈是世界上最豐富的纖維素類物質(zhì)之一。由于纖維素分子結(jié)構(gòu)的特殊性及纖維素物質(zhì)在自然界的存在狀態(tài)(以木質(zhì)纖維素的形式存在)的特殊性，目前這一巨大資源不僅沒有得到充分利用，反而因大部分被焚燒或棄置在自然環(huán)境而成了一大污染源。如何利用纖維素酶將這些秸稈纖維素廢棄物大規(guī)模地轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單糖類或蛋白質(zhì)等產(chǎn)品，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化酒精、飼料等已成為全世界研究的熱點(diǎn)，也是緩解當(dāng)今世界所面臨的糧食短缺、飼料資源緊張、能源危機(jī)和環(huán)境污染等問題的有效途經(jīng)之一。

2、 纖維素酶是一類能夠水解纖維素的β-D-糖苷鍵生成葡萄糖的多組分酶的總稱。自然界中能分解纖維素的生物主要為真菌類及部分細(xì)菌，以木霉、曲霉、青霉的能力最突出，但目前研究得最多的是一些真菌對(duì)經(jīng)物理、化學(xué)處理(輻射、蒸汽爆破、膨化、碾磨、酸化、堿化等)的不溶性纖維素的作用，生產(chǎn)成本高，對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重，限制了農(nóng)作物秸稈的高效利用。而篩選性能穩(wěn)定的高產(chǎn)纖維素酶菌株，研究其對(duì)未處理的天然纖維素的降解作用對(duì)解決上述這些問題至關(guān)重要。本文通過大規(guī)

3、模的菌株篩選和測(cè)試，取得了以下主要結(jié)果： 1.采用CMC-Na平板進(jìn)行菌種分離，篩選出具有較高降解纖維素酶能力的細(xì)菌35株，真菌11株。 2.以天然水稻秸稈為碳源，進(jìn)行液體搖瓶培養(yǎng)復(fù)篩得到一株能高效降解秸稈纖維素的絲狀真菌，經(jīng)18SrDNA基因序列分析和菌株形態(tài)特性分析，初步確定該菌株為藤倉(cāng)赤霉(Gibberellafujikuroi)。 3.以未處理的水稻秸稈為唯一碳源，研究了氮源、接種量、發(fā)酵時(shí)間、初始發(fā)酵溫

4、度、培養(yǎng)基初始pH等對(duì)藤倉(cāng)赤霉產(chǎn)酶的影響.結(jié)果表明該菌株產(chǎn)纖維素酶的最適宜的氮源為CO(NH2)2，接種量為5％，培養(yǎng)時(shí)間為120h，培養(yǎng)溫度為28～37℃，培養(yǎng)基初始pH為5～6。 4.SEM分析表明，藤倉(cāng)赤霉作用水稻秸稈是從內(nèi)表面向外表面進(jìn)行的；作用前后的稻草成分測(cè)定結(jié)果顯示，纖維素降解率、半纖維素降解率和木質(zhì)素降解率分別達(dá)38.9％，57.9％和26.5％；該菌對(duì)未處理秸稈作用8d，秸稈失重率可達(dá)53％；對(duì)該菌的酶成分進(jìn)行

5、分析，結(jié)果表明該菌可產(chǎn)生多種降解酶，其CMCase、FPase、xylanase酶活分別可達(dá)1.723IU/mL、0.344IU/mL、0.532IU/mL。且該菌產(chǎn)生的CMC酶的反應(yīng)溫度以50℃左右為宜，pH值以6左右為適，Mg2+與Ca2+對(duì)酶反應(yīng)有促進(jìn)作用，pb2+和Cu2+對(duì)酶反應(yīng)有抑制作用。 本實(shí)驗(yàn)所獲得的藤倉(cāng)赤霉對(duì)水稻秸稈的這些作用特性未見其他作者報(bào)道，因此，為進(jìn)一步利用該菌進(jìn)行改良、提高酶活以應(yīng)用于生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。