甘蔗渣降解菌的應(yīng)用研究及其功能基因的克隆表達.pdf

1、海洋環(huán)境中含有豐富的微生物資源，基于技術(shù)等原因，只有少部分的海洋微生物被分離、研究及應(yīng)用。由于生活環(huán)境不同于陸地，多數(shù)海洋微生物具有獨特的生理生化及代謝功能，具有耐鹽、嗜熱、嗜冷等特征，可以說海洋環(huán)境比陸地蘊含更多極端微生物。深入研究海洋微生物，能夠為人類獲得更多的生物資源。
　　甘蔗渣是甘蔗制糖后的殘留物，是一種生物質(zhì)資源，主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，本研究采用原位富集方法，于近海及深海環(huán)境中富集甘蔗渣降解菌。首先利用分

2、子生態(tài)學方法研究了兩個富集位點下未培養(yǎng)甘蔗渣降解菌的菌群組成情況。結(jié)果顯示兩個文庫均有各自較為明顯的優(yōu)勢菌群:深海文庫優(yōu)勢細菌類群為變形菌門，其中γ-變形菌綱在深海文庫中的豐度最大;近海文庫優(yōu)勢細菌類群為擬桿菌門。同時，從兩個富集樣品分離得到29株細菌，主要屬于變形菌門與厚壁菌門兩個類群，與未培養(yǎng)得到的優(yōu)勢菌群一致。
　　對從深海環(huán)境中分離到的兩株芽孢桿菌GZ03、GZ04降解甘蔗渣的情況進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩株菌均能在甘蔗渣降解

3、上具有應(yīng)用價值:兩個菌株能夠降解甘蔗渣產(chǎn)較高濃度還原糖，離子色譜結(jié)果顯示降解產(chǎn)物為葡萄糖、果糖混合液;通過GZ03菌株產(chǎn)還原糖單因素條件優(yōu)化實驗發(fā)現(xiàn)，菌株產(chǎn)還原糖最適培養(yǎng)基為2％甘蔗渣（60目）、3％NaCl、蒸餾水配置，產(chǎn)還原糖最適條件為:4％接種量、35℃搖床培養(yǎng)60 h;GZ04菌株采用固體發(fā)酵方法可降解甘蔗渣半纖維素，于28℃恒溫發(fā)酵5d，半纖維素質(zhì)量減少20％。
　　本研究也針對這兩株菌一些參與甘蔗渣降解的酶類進行了研究

4、。對菌株GZ03進行全基因組測序，分析測序結(jié)果，對其中編碼果聚糖蔗糖酶基因GH5進行克隆表達。果聚糖蔗糖酶的最適水解溫度為30℃，最適pH為6.0，最適蔗糖濃度為400 mM。果聚糖最適合成條件為:30℃、pH7.8、蔗糖濃度400 mM，并且在36h合成量最大。對GZ04菌株產(chǎn)的木聚糖酶進行酶學性質(zhì)研究，發(fā)現(xiàn)該酶的最適溫度為40?！?，最適pH值為5.0，在40℃環(huán)境下具有良好的穩(wěn)定性，并且在不同pH環(huán)境下均能維持較高酶活力。