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之一。由于纖維素分子結構的特殊性及纖維素物質在自然界的存在狀態(tài)(以木質纖維素的形式存在)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)模地轉化為簡單糖類或蛋白質等產(chǎn)品，進一步轉化酒精、飼料等已成為全世界研究的熱點，也是緩解當今世界所面臨的糧食短缺、飼料資源緊張、能源危機和環(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經(jīng)物理、化學處理(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，對環(huán)境的污染嚴重，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，研究其對未處理的天然纖維素的降解作用對解決上述這些問題至關重要。本文通過大規(guī)

3、模的菌株篩選和測試，取得了以下主要結果： 1.采用CMC-Na平板進行菌種分離，篩選出具有較高降解纖維素酶能力的細菌35株，真菌11株。 2.以天然水稻秸稈為碳源，進行液體搖瓶培養(yǎng)復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)酵時間、初始發(fā)酵溫

4、度、培養(yǎng)基初始pH等對藤倉赤霉產(chǎn)酶的影響.結果表明該菌株產(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，藤倉赤霉作用水稻秸稈是從內表面向外表面進行的；作用前后的稻草成分測定結果顯示，纖維素降解率、半纖維素降解率和木質素降解率分別達38.9％，57.9％和26.5％；該菌對未處理秸稈作用8d，秸稈失重率可達53％；對該菌的酶成分進行

5、分析，結果表明該菌可產(chǎn)生多種降解酶，其CMCase、FPase、xylanase酶活分別可達1.723IU/mL、0.344IU/mL、0.532IU/mL。且該菌產(chǎn)生的CMC酶的反應溫度以50℃左右為宜，pH值以6左右為適，Mg2+與Ca2+對酶反應有促進作用，pb2+和Cu2+對酶反應有抑制作用。 本實驗所獲得的藤倉赤霉對水稻秸稈的這些作用特性未見其他作者報道，因此，為進一步利用該菌進行改良、提高酶活以應用于生產(chǎn)奠定了基礎。