高效纖維素分解菌的篩選及其包埋固定化.pdf

1、近年來，隨著資源短缺和環(huán)境污染問題不斷加劇，秸稈纖維素作為可再生的生物質(zhì)資源，其處理和利用不僅關(guān)乎新能源的開發(fā)，緩解全球能源短缺的現(xiàn)狀，同時也關(guān)系到農(nóng)村的生態(tài)保護(hù)以及新農(nóng)村建設(shè)。因此秸稈還田作為最環(huán)保、利用率最高的處理方式受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，秸稈還田的方式也已經(jīng)發(fā)生改變，從傳統(tǒng)的焚燒、機(jī)械粉碎等方式逐漸傾向于向秸稈中投加纖維素類微生物菌劑，來促進(jìn)秸稈纖維素的腐解，此方法既不會造成環(huán)境污染，又能提高土壤的

2、肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)。目前已經(jīng)從土壤中篩選出的纖維素類微生物已經(jīng)有上千株，但總體來講，它們對秸稈的降解能力比較單一，降解效果一般。因此篩選高效的纖維素分解菌是降解秸稈纖維素的重中之重。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于獲得高效纖維素分解菌的目的，通過分離純化初步得到30株菌株，利用剛果紅染色法進(jìn)行初篩，共得到14株纖維素分解菌，采用濾紙條崩解試驗(yàn)進(jìn)一步篩選，共得到5株效果較好的纖維素分解菌，利用秸稈和麩皮作為碳源，對篩選出來的5株菌株

3、進(jìn)行連續(xù)5d的發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)，并每隔24h取樣，利用DNS顯色法測定其CMCase活力和FPA活力，最終確定4株纖維素優(yōu)勢分解菌，并分別命名為X-1，X-6，X-7和X-11，同時測定4株菌株的CMCase活力、FPA活力以及β-Gase活力，4株菌株的CMCase活力均較高，分別為71.17U/mL，57.48 U/mL，65.96 U/mL和69.2 U/mL; FPA活力最低和最高的菌株分別為X-6和X-11，酶活分別可達(dá)到34.1

4、7 U/mL和53.41 U/mL;菌株X-11的β-Gase活力最高，為74.43U/mL，而菌株X-7的β-Gase活力最低也可達(dá)到35.79 U/mL。綜合考慮，篩出的4株纖維素分解菌均具有較高的產(chǎn)酶能力。將該4株纖維素優(yōu)勢分解菌應(yīng)用于秸稈的固液態(tài)發(fā)酵，在為期30d發(fā)酵中，同自然狀態(tài)下進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵相比，其對秸稈的降解率分別提高了28.92％，30.40％，30.33％和37.99％;同自然狀態(tài)下進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵相比，其對秸稈的降解率分

5、別提高了31.92％，40.15％，35.29％和39.98％，表明4株菌均具有相對高效的降解秸稈纖維素的能力。⑵以菌株X-11為例，用海藻酸鈉包埋法對其進(jìn)行固定化，通過正交試驗(yàn)確定包埋劑的濃度為5％、固定劑的濃度為5％、包埋劑與菌液比為2∶1以及交聯(lián)時間為24 h時，制備的固定化菌體小球質(zhì)量最佳。并根據(jù)Logistic方程和Luedeking-Piret方程，利用Origin8.0軟件，構(gòu)建了固定化菌體X-11的動力學(xué)模型，為探索固定