纤维素降解菌
纤维素降解菌菌落特征
纤维素降解菌菌落特征摘要纤维素是一种常见的生物质，具有广泛的应用前景。
纤维素降解菌是一类能够分解纤维素的微生物，对于纤维素的降解起着关键作用。
本文将详细介绍纤维素降解菌菌落特征，包括形态、生长条件、代谢途径等方面，为深入研究纤维素降解机制和应用提供参考。
1. 引言纤维素是一种由葡萄糖分子构成的多糖，广泛存在于植物细胞壁中。
由于纤维素的高强度、低能值等特点，其降解一直是科学家们的研究热点。
纤维素降解菌是能够分解纤维素的微生物，可以将复杂的纤维素分解成较简单的可利用碳源，具有重要的应用价值。
2. 纤维素降解菌的形态特征纤维素降解菌在形态上具有一定的特征，如形状、大小等。
主要表现为以下几个方面：2.1 菌落形态纤维素降解菌菌落形态多样，包括分散菌落和粘附菌落。
分散菌落呈点状或星状，边界清晰，颜色多为白色或淡黄色。
粘附菌落则呈不规则形态，边界模糊，颜色多为淡黄色或褐色。
2.2 菌体形状纤维素降解菌的菌体形状主要有纤维状、棒状、球状等。
纤维状的菌体长而细，类似于纤维素的形态；棒状的菌体较短而粗，类似于棒状杆菌；球状的菌体则呈圆形或卵圆形。
2.3 纤维素降解菌的其他形态特征除了上述形态特征外，纤维素降解菌还具有菌落大小、菌体长度等变异性。
不同的纤维素降解菌在形态特征上存在一定的差异，这也为纤维素降解机制的研究提供了基础。
3. 纤维素降解菌的生长条件纤维素降解菌的生长需要适宜的条件，包括温度、pH值、营养物质等。
以下是纤维素降解菌生长的一些关键条件：3.1 温度纤维素降解菌的适宜生长温度一般在30-40摄氏度之间。
温度过高或过低都会抑制其菌落形成和生长，影响纤维素降解效率。
3.2 pH值纤维素降解菌对pH值的适应范围较广，一般在5-9之间。
过低或过高的pH值都会对纤维素降解菌的生长产生不良影响。
3.3 营养物质纤维素降解菌对不同的营养物质有不同的需求。
一般需要提供适量的碳、氮、矿物质等营养物质，以维持其正常的生长和代谢。
降解纤维素菌株的筛选
２ 和 Ｐ－ １、 Ｐ－ ２ 都 能 在 羧 甲 基 纤 维 素 琼 脂 培 养 基 上 生
长 ， 且长势良好 ； Ｔ－ １、 Ｔ－ ２ 和 Ｐ－ １、 Ｐ－ ２ 也 都 能 使 滤 纸 条 溃 烂 ， 但 在 ＣＭＣ平 板 上 Ｔ－ １、 Ｔ－ ２ 的 菌 落 直 径 要 比 Ｐ－ １、 Ｐ－ ２ 的菌落大 ， 接种 Ｔ－ １、 Ｔ－ ２ 的 滤 纸 条 培 养 基中 的 滤 纸 条 崩 溃 程 度 明 显 高 于 接 种 Ｐ－ １、 Ｐ－ ２ 的 滤 纸 条 培 养 基 ， 而 且 Ｔ－ １、 Ｔ－ ２ 使 滤 纸 条 崩 溃 的 时 间 也 比 Ｐ－ １、 Ｐ－ ２ 短。由此初步判断 Ｔ－ １、 Ｔ－ ２ 对 滤 纸 条 的 降解性能比 Ｐ－ １、Ｐ－ ２强。
Ｐ－ １ 具有较高 的 滤 纸 酶 活 和 。其 中 又 以 Ｔ－ １ 的 滤 纸 酶
活力和羧甲基纤维素酶活力最高 ， 培养 １５６ｈ 时 Ｔ－ １ 的 羧甲基纤维素酶活达到 ６８．６１Ｕ／ｇ， 此后一直维持较稳
Ｎｏ． ８． ２００６
５１
基础理论
６４８．８０Ｕ／ｇ和 ５７３．５７Ｕ／ｇ， 并 且 在 整 个 发 酵 过 程 中 Ｐ－ １、 Ｐ－ ２ 所产 β － 葡萄糖苷酶都能保持在较高、较稳定的水
（２） 滤 纸 条 培 养 基 ： （ＮＨ４）２ＳＯ４ １ｇ， ＫＨ２ＰＯ４ １ｇ，
・ ＭｇＳＯ４ ７Ｈ２Ｏ ０．７ｇ， ＮａＣｌ ０．５ｇ， 蒸 馏 水 １０００ｍＬ， 新 华 定量滤纸条 ６ｃｍ× １ｃｍ。 以上培养基均在 １２１℃湿热灭菌 ３０ｍｉｎ后使用。
１．２．３
固态发酵产酶培养基渣 ７ｇ， 麸皮 ３ｇ， （ＮＨ４）２ＳＯ４
的 柠 檬 酸 缓 冲 液 ）０．７５ｍＬ， 加 入 粗 酶 液 ０．２５ｍＬ， ５０℃ 恒 温 水 浴 保 持 １ｈ， 加 入 ＤＮＳ试 剂 ， 于 沸 水 浴 中 放 置
纤维素降解菌的筛选及其产酶特性
纤维素降解菌的筛选及其产酶特性杨艳;姜立春;林寿露;杨熙;彭显清;彭正松;阮期平【摘要】The optimal CY10 producing strain of enzyme producing conditions are the experimental basis for the biodegradation of cellulose.A cellulose - degrading bacterial strain was isolated from the rottenwood and its some important culture conditions and enzymatic properties were studied. The optimal enzyme producing condi-tions for this degrading bacterial strain were acquired as follows:wheat bran(as carbonsource)concentration 20 g / L,yeast powder(as nitrogens ource)concentration 5. 0 g / L,culture temperature 30 ℃,initial pH 6. 5,cul-ture time 42 h. The optimum temperature and optimal pH value for the activities of CMC enzyme and filter - paper enzyme produced by this degrading bacterium were 45 ℃ and 6. 5,resp ectively. Under these conditions,the CM-Case and FPase activity of CY10 strain were 21. 26 U/ mL and 23. 57 U/ mL,respectively. Therefore,the CY10 strain has a good prospect in the biodegradation of cellulose.%优化纤维素降解菌株 CY10产酶条件，为该菌株在纤维素的生物降解方面提供实验依据.通过单因素试验对 CY10菌株产酶条件进行优化，依据纤维素酶（CMCase）和滤纸糖化酶（FPase）活力大小确定最适培养时间、初始 pH、碳源、氮源、温度、接种量及装液量等.结果表明：菌株 CY10产酶的最适初始 pH 为6.5，碳源为麦麸（2.0%），氮源为酵母粉（0.5%），在30益培养42 h；该菌株所产 CMC 酶和滤纸酶的酶活性最适温度为45益，最适 pH 为6.5.在此条件下，CY10菌株的 CMCase 和 FPase 活力分别达到21.26 U/ mL 和23.57 U/ mL.为此，菌株CY10在纤维素的生物降解方面具有较好的应用前景.【期刊名称】《绵阳师范学院学报》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】7页(P65-71)【关键词】纤维素降解菌;纤维素酶;培养条件;优化;酶学性质【作者】杨艳;姜立春;林寿露;杨熙;彭显清;彭正松;阮期平【作者单位】西华师范大学西南野生动植物资源保护教育部重点实验室，四川南充637009; 绵阳师范学院分子生物学与生物制药重点实验室，四川绵阳 621006;绵阳师范学院分子生物学与生物制药重点实验室，四川绵阳 621006;绵阳师范学院分子生物学与生物制药重点实验室，四川绵阳 621006;绵阳师范学院分子生物学与生物制药重点实验室，四川绵阳 621006;绵阳师范学院分子生物学与生物制药重点实验室，四川绵阳 621006;西华师范大学西南野生动植物资源保护教育部重点实验室，四川南充 637009;绵阳师范学院分子生物学与生物制药重点实验室，四川绵阳 621006【正文语种】中文【中图分类】Q939.9纤维素是地球上分布最广泛、含量最丰富的可再生有机资源，其不断通过光合作用得以补充[1].在自然环境中，纤维素类物质形态稳定且降解缓慢，目前对其利用很不充分，除小部分用于堆肥、畜禽饲料外，大部分作为燃料直接燃烧，不仅造成资源浪费，同时也会污染环境[2].因此，人类对于纤维素资源的利用程度比较有限，还处在一种低值化、无序化状态[3].对纤维素降解问题的研究能够为解决环境问题和纤维素资源的开发利用问题提供重要的理论依据.如能科学合理利用纤维素不仅可以减少废弃物对环境的污染，还可以提供一种可再生资源.采用合适的方法与技术对这些可再生的纤维素资源降解为可利用的生物有机质，对解决当今所面临的食物短缺、能源危机和环境污染问题具有重大的现实意义[4].目前，对于纤维素分解菌选育应用研究较多的是细菌、放线菌与真菌，尤以曲霉、木霉和青霉较为普遍[5-8].我国是农业大国，秸秆是我国丰富的可再生资源，但是每年大部分的秸秆被焚烧和废弃，尤其是在东北地区，不仅造成资源的浪费，同时也造成严重的环境污染.因此，开发高效利用纤维素类可再生资源的微生物技术，利用工农业废弃物等发酵生产人类急需的燃料、饲料及化工产品，具有极其重要的意义和发展前景.本研究综合利用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)水解圈测定法和胞外酶活测定法，针对纤维素降解问题，进行了纤维素降解菌的筛选，并对其产酶条件优化及酶学性质进行了初步研究.1.1 材料1.1.1 样品采集腐烂的枝条与朽木.1.1.2 主要试剂及仪器羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、刚果红、DNS溶液，醋酸钠缓冲溶液，新华滤纸；可见光分光度计、高速低温离心机、超净工作台、恒温培养摇床、超低温冰箱等.1.1.3 培养基牛肉膏蛋白胨培养基(g/L)：牛肉膏5.0，蛋白胨10.0，NaCl 10.0，琼脂20.0，pH 7.2-7.4.羧甲基纤维素钠培养基(g/L)[9-10]：CMC-Na 10.0，KH2PO4 1.5，NaH2P O4·7H2O 2.5，MgSO4·7H2O 0.3，FeSO4·7H2O 0.005，ZnCl2 0.0017，MnSO4 0.001 6，(NH4)2SO4 1.5，pH 7.0.产酶发酵培养基(g/l)[9]：NaCl 5.0 g、K2HPO4 1.0 g、MgSO4·7H2O 0.2 g、CaCl2 0.3 g，FeSO4·7H2O 5.0 mg，MnSO4 1.6 mg，ZnCl2 1.7 mg，CoCl2 2.0 mg，pH 调至7.2.以上培养基均121 ℃灭菌20 min.1.2 实验方法1.2.1 菌株的筛选用无菌生理盐水浸泡采集腐烂的枝条、朽木样品，在摇床振荡3 h.取样品悬液，用无菌水梯度稀释为10-1、10-2、10-3、10-4、10-5的浓度，吸取稀释浓度为10-3、10-4、10-5的稀释液，涂布于羧甲基纤维素钠培养基上，置于30 ℃培养箱中培养36-60 h.将分离得到的纤维素降解菌点样接种到CMC-Na平板培养基上，30 ℃倒置培养48 h 后，向培养皿中加入适量1.0 mg/mL的刚果红染液，染色30 min，倾去染液，加入适量1.0 mol/L的NaCl溶液，浸泡30 min，依据透明圈与菌体直径比选择高产酶菌株[2].挑取高产菌落进行平皿划线分离，获得一系列单菌落，连续挑选优势单菌落多次划线直至获得各菌株的纯培养，将分离纯化后的菌株斜面接种于牛肉膏蛋白胨培养基上培养2-3 d，观察菌落形态.最后将菌种于斜面上，4 ℃冰箱保存待用.1.2.2 酶活性测定(1)CMC酶活性测定[2, 11]：菌液在4 ℃、8 000 r/min的条件下离心10 min，取0.5 mL上清液(粗酶液)，加入0.5 mL 0.2 %羧甲基纤维素钠(CMC-Na)底物溶液，50 ℃恒温水浴锅中温育1h，然后加入2 mL DNS试剂，再100 ℃沸水浴10 min终止反应，室温冷却后在520 nm下测定光吸收值，酶液沸水浴处理10 min 后作为阴性对照，每个样品做3个平行.(2)滤纸糖化酶(FPase)的测定[12]：菌液在4℃、8 000 r/min的条件下离心10 min，取0.5 mL上清液(粗酶液).将新华滤纸剪成规格为1cm×6cm的长条，放入试管中，取粗酶液1 mL，加入醋酸缓冲液2 mL，50 ℃恒温水浴50 min后取出，加入2mL DNS试剂终止反应，摇匀后于沸水浴中煮沸显色5 min，取出室温冷却后，按DNS法在520 nm下测定光吸收值进行还原糖测定，酶液沸水浴处理10 min后作为阴性对照，每个样品做3个平行.1.2.3 酶活定义酶活力单位定义：每毫升酶液在1 min内催化底物生成1 μg葡萄糖所需要的酶量，即1 U/mL.酶活力计算公式：Y=(A×V×1 000)/(0.5×T)，式中A：从标准曲线查出净葡萄糖的浓度(g/L)；V：总体积；0.5：测定时吸取粗酶液的毫升数；T：反应时间.1.3 培养条件的优化1.3.1 培养时间从6 h开始测量酶活，间隔6 h取样1次，30 ℃、150 r/min 摇床培养60 h，分别测CMC酶活性及滤纸酶活性.1.3.2 碳源及其浓度对产酶活性的影响碳源条件优化，以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、麦芽糖、乳糖、麦麸、葡萄糖、蔗糖、微晶纤维素(Avicel)和玉米粉作为唯一碳源，30 ℃、150 r/min摇床培养36 h，分别测CMC 酶活性及滤纸酶活性.在碳源确定的基础上，试验分析碳源浓度为5、10、20、30、40、50 和60 g/L的条件下，30 ℃、150 r/min摇床培养36 h，分别测CMC 酶活性及滤纸酶活性.1.3.3 氮源及其浓度对酶活性的影响在碳源及其浓度确定的基础上，试验考察胰蛋白胨、牛肉膏、酵母粉、NH4Cl、NaNO3、(NH4)2SO4、NH4NO3、KNO3和尿素作为唯一氮源，30 ℃、150r/min摇床培养36 h，分别测CMC酶活性及滤纸酶活性.在氮源源确定的基础上，试验分析氮源浓度为1、3、5、7、9和12 g/L的条件下，30 ℃、150 r/min摇床培养36 h，分别测CMC 酶活性及滤纸酶活性.1.3.4 初始pH对酶活性的影响在碳源及氮源确定的基础上，试验考查初始pH梯度为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0和8.5，30 ℃、150 r/min摇床培养36 h，分别测CMC酶活性及滤纸酶活性.1.3.5 培养温度对酶活性的影响在碳源、氮源及初始pH确定的基础上，试验考察培养温度为15、20、25、30、35和40 ℃，150 r/min摇床培养36 h，分别测CMC酶活性及滤纸酶活性.1.3.6 接种量对酶活性的影响在碳源、氮源、初始pH及培养温度确定的基础上，试验考察分别接种不同的菌量(0.1、0.5、1.0、2.0、4.0、5.0 mL)，经发酵36 h后，分别测CMC 酶活性及滤纸酶活性.1.3.7 装液量对酶活性的影响在碳源、氮源、初始pH、培养温度及接种量确定的基础上，试验考察分别接种不同的装液量(25、50、75、100、125 mL)，经发酵36 h 后，分别测CMC酶活性及滤纸酶活性.1.4 酶学性质研究1.4.1 最适温度最适发酵培养条件下得到的粗酶液，将反应体系的温度分别设定为30、35、40、45、50、55、60和70 ℃，测定粗酶液在不同反应温度下的CMC酶活性和滤纸酶活性.1.4.2 最适pH最适发酵培养条件下得到的粗酶液，将反应体系的pH值分别调到5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0和8.5，在最适反应温度条件下反应30 min，分别测CMC酶活性和滤纸酶活性.2.1 纤维素降解菌的筛选经过初筛培养获得大量纯培养菌株，在刚果红纤维素培养基上经刚果红染色后，以培养72 h后透明圈直径与菌落直径之比大于2为筛选标准，共有3株菌株有水解圈步筛选得到3株纤维素降解菌，其中菌株CY10透明圈直径与菌落直径最大为5.36，再液体培养测CMC酶活性和滤纸酶活性3.35 U/mL和4.63 U/mL，最终确定酶活性最高的菌株CY10为研究菌株.2.2 发酵条件对纤维素降解菌产酶活性的影响2.2.1 培养时间按照方法1.3.1对产酶时间进行优化.酶活性测定结果如图1所示，该菌培养6 h 即可检测到酶的产生，随着培养时间的延长，发酵液中CMC酶活性和滤纸酶活性逐渐增强.当培养到42 h时，CMC酶和滤纸酶活性达到最高值，分别为2.70U/mL和4.02 U/mL；后随着培养时间的延长，发酵液中CMC酶和滤纸酶活性反而呈下降趋势.因此，CY10菌株最适培养时间为42 h.2.2.2 碳源按照方法1.3.2，分析碳源对产酶的影响，在发酵培养基中分别加入1.0 %不同的碳源，考察碳源对产酶的影响，其结果如图2所示.碳源是维持菌体细胞生长和代谢的重要能源物质[2].当碳源为麦麸时，CMC酶和FPA酶活性均达到了较高的酶活性，分别为4.61 U/mL和6.52 U/mL；当乳糖、葡萄糖、麦芽糖和微晶纤维素作为碳源时，CMC酶活性和滤纸酶活性都较弱，均低于3.0 U/mL.因此，选用麦麸作为该菌培养的最适碳源.为确定碳源不同浓度对酶活性的影响，分析了麦麸浓度不同梯度对产酶活性的影响.结果见图3所示，随着麦麸浓度的增加，该菌的CMC酶活性和滤纸酶活性逐渐升高，当其浓度为20 g/L时，滤纸酶活性和CMC酶活性达到最高值，分别为4.6U/mL和6.2 U/mL当麦麸浓度高于2.0 %时，CMC酶活性和滤纸酶活性均有所降低.因此，选用20 g/L作为该菌培养时的最适碳源浓度.2.2.3 氮源按照方法1.3.3，分析氮源对产酶的影响，在发酵培养基中分别加入0.3 %不同的氮源，考察氮源对产酶的影响，其结果如图4所示.微生物的生长代谢离不开氮源，氮源是组成蛋白质和核酸的主要物质.当氮源为无机氮如(NH4)2SO4、NH4NO3、NH4Cl和NaNO3时，CMC酶活性和滤纸酶活性均较弱，且低于2.0 U/mL；当氮源为有机氮时，该菌发酵液的CMC酶活性和滤纸酶活性相对于无机氮来说均有明显的增高，当酵母粉作为氮源时，CMC酶活性和滤纸酶活性都达到最高，分别为3.23 U/mL和3.86 U/mL.因此，选用酵母粉作为该菌的最适培养氮源.为确定氮源不同浓度对酶活性的影响，分析了酵母粉浓度不同梯度对产酶活性的影响.结果见图5所示，随着酵母粉浓度的增加，该菌的CMC酶活性和滤纸酶活性逐渐升高，当其浓度为5.0 g/L时，滤纸酶活性和CMC酶活性达到最高值，分别为9.65 U/mL和10.52 U/mL；当酵母粉浓度高于0.5 %时，CMC酶活性和滤纸酶活性均有所降低.因此，选用5.0 g/L作为该菌培养的最适氮源浓度.2.2.4 初始pH不同的微生物对pH条件的适应范围与能力都有所不同，为此按照方法1.3.4分析不同初始pH对菌株CY10产酶活性的影响.酶活性测定结果见图6所示，当初始培养pH低于5.5时，不利于酶的生产；当pH在5.5-7.5时，该菌生产的CMC酶活性和滤纸酶活性相对较高，当pH为6.5时，产酶活性达到最高分别为14.56 U/mL和18.23 U/mL；当pH大于6.5时，随着初始pH的升高，该菌生产的酶的CMC酶活性和滤纸酶活性都呈下降趋势；当pH高于8.5对酶活力造成很大影响.因此，选用pH6.5作为该菌初始培养的pH.2.2.5 培养温度按照方法1.3.5分别设计在不同培养温度条件下培养，见图7.结果表明，在15-30 ℃范围内，酶活性随着温度的升高而不断增大，当温度升至30 ℃时，菌株CY10达到最大的产酶能力，CMC酶活性和滤纸酶活性分别达到17.88 U/mL和19.35 U/mL，当温度升高到35 ℃以后酶活开始快速下降，这可能是由于随着温度的上升，酶结空间构受到影响，导致酶活降低.微生物都在一定的温度范围之间生长和繁殖会较快，在最适培养温度下，生长繁殖最快.因此，选择30 ℃作为产酶的最适温度.2.2.6 接种量按照方法1.3.6分别接种不同的菌量，经发酵培养后测其酶活，结果见图8.当接种量在0.2%-1.0%(0.1-0.5 mL/50mL)范围内，随着接种量增加，菌株产酶活性上升较快；在接种量为1.0%-8.0 %范围内，随着接种量增加，酶活性增加缓慢，当接种量为8.0 %时，CMC酶活性和滤纸酶活性最大，分别为20.28 U/mL和21.13 U/mL；当接种量高于8.0 %时，酶活呈下降趋势.因此，选择8.0 %作为产酶的最适接种量.2.2.7 装液量按照方法1.3.7分别在摇瓶内设置不同装液量，发酵培养后，见图9.结果表明，随着装液量增加其酶活逐渐升高，当装液量达到为50 mL/250 mL时，菌株CY10 CMC酶活性和滤纸酶活性达到最大值分别为18.39 U/mL和19.89 U/mL；当装液量高于50 mL时，其产酶活性逐渐降低，装液量增加到一定程度不利于CY10对酶的合成和分泌，其生长和代谢活动不能获得充足的氧气供应，因此酶活性降低.因此，选择50 mL/250 mL作为产酶最适装液量.2.3 酶学性质研究2.3.1 温度按照方法1.4.1，考察温度对酶反应的影响，见图10所示.该菌株CY10在30-45 ℃期间，随着温度的升高酶活性逐渐升高，在45 ℃生产的CMC酶和滤纸酶最适反应达到最大分别为19.56 U/mL和21.35 U/mL；当温度高于45 ℃，随着温度的升高，滤纸酶活性和CMC酶活性都急剧下降；到温度为70 ℃时，CMC酶活性和滤纸酶活性都为都降到最低为5.82 U/mL和6.86 U/mL.因此，CMC酶活性和滤纸酶反应最适温度为45 ℃.2.3.2 最适pH按照方法1.4.2，考察pH对酶反应的影响，见图11所示.随着反应液pH 的升高，该菌滤纸酶和CMC酶的逐渐升高，当pH为6.5时，滤纸酶活性和CMC酶活性最高分别为20.96 U/mL和22.58 U/mL；反应液pH继续升高后，滤纸酶活性和CMC酶活性明显下降.因此，该菌株CMC酶和滤纸酶反应的最适pH为6.5.采用微生物降解纤维素是纤维素再生资源利用的较好方式，本研究从腐朽木材或枝条中分离到1株活性较高纤维素降解菌，并对其培养条件和酶学性质进行了研究.研究结果表明，该菌株最适培养条件为：碳源麦麸(2.0 %)，氮源酵母粉(0.5 %)，培养温度30 ℃，培养pH6.5，培养时间42 h，接种量8.0 %，装液量50mL/250 mL；该菌株CY10所产滤纸酶和CMC酶，酶活性最适温度为45 ℃，最适pH为6.5.【相关文献】[1] Adsul MG,Bastawde KB,Varma AJ,et al.Strain improvement of Penicillium janthinellum NCIM 1171 for increased cellulase production[J].Bioresource Technology,2007,98(7):1467-1473.[2] 郝月,杨翔华,张晶,等.秸秆纤维素分解菌的分离筛选[J].中国农学通报,2005,21(7):58-60.[3] 钟国祥,姚健,张诚,等.纤维素降解菌的筛选及其酶学性质研究[J].江西农业学报,2015,27(6):85-89.[4] 徐昶，龙敏南，乌小兵，等.高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件研究[J].厦门大学学报:自然科学版,2005,44 (1):107-111.[5] 宋颖琦,刘睿倩,杨谦,等.纤维素降解菌的筛选及其降解特性的研究[J].哈尔滨工业大学学报,2002,34(2):197-200.[6] 郭建华,奚家勤,宋纪真,等.纤维素降解菌哈茨木霉TC10-13产酶条件优化[J].南方农业学报,2015,16(1):79-84.[7] 陈兴,王文元,汪显国,等.烟叶纤维素降解菌的筛选、鉴定及其产酶条件优化[J].云南大学学报(自然科学版),2015,37(2):323-328.[8] 刘韫滔,淑霞,龙传南,等.纤维素降解菌L-06的筛选、鉴定及其产酶条件的分析[J].生物工程学报,2008,24(6):1112-1116.[9] Yan-Ling Liang,Zheng Zhang,Min Wu,et al.Isolation,Screening,and 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纤维素降解菌的分离与鉴定
培养基的配置和分装
纤维素琼脂培养基： • (NH4)2SO4 2 g , • MgSO4· 7g， • H2O 1g, • NaCl 1g, • CaCO3 2g, • 水 500mL ,
• 121 ℃ 灭菌20 min，倒平板后,盖上不平板大小一致的无菌滤纸
（注意：滤纸要用秲醋酸浸泡一夜 ，用碘液检查是否有淀粉 ，若已去除完全 ， 则用 2％苏打水冲洗至中性，干热灭菌 后备用 ）。
环境中纤维素降解菌的筛选和初步鉴定
生物技术班
实验目的 实验原理 实验器材 实验步骤 实验结果与分析
实验目的 • 从环境中筛选出能降解纤维素的菌株 • 初步鉴定出菌株所属的类型
试验原理
• 纤维素酶酶系组成及降解机理 纤维素酶酶系包括内切葡聚糖酶(Cx酶）、外切 葡聚糖酶(Cl酶)，[来自真菌简称CBH，来自细菌简 称Cex)]和B．葡聚糖苷酶l，也称纤维二糖酶，简 称BG)。滤纸酶(FPase)活力代表了三种酶协同作用 后的总酶活力。 纤维素是有许多葡萄糖分子通过β-1，4一糖苷 键连接起来的大分子物质，对其的水解需要上述 三种酶的共同作用。酶的种类完整性、各种酶之 间的比例兲系等都会影响到纤维素酶的整体活力 。
分离
（1）无菌条件下，取富集后的培养液将土壤悬液秲释成101~10-7系列浓度。
（2）分别用秱液器精确地吸取各秲释菌液0.2 ~0.3 mL，对号 先后涂布于编好号刚果红培养基平板,（涂布时涂布棒要从 浓度小的梯度开始，将加入平板培养基上的土壤秲释液在 整个平板表面涂匀，涂完一个平板用酒精灯灭菌）。置于 30 ℃ 培养箱中，倒置培ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一周。
初筛
以下各步骤均在无菌条件下进行。 （1）称取土壤样品10 g，倒入含有90 mL水和玱璃珠的三角 瓶中振荡5 min，使土样充分打散。（注意：等水冷却了 再倒入土样。） （2）取 5 mL悬液加入盛有 50 mL富集培养基 (纤维素琼脂培 养基 )的三角瓶,在 28 ℃和 150 r/min下, 振荡培养 3~ 5 d后 秱取 5mL培养液至另一盛有新鲜富集培养基的三角瓶中继 续培养。
纤维素降解菌系的筛选及降解稻草条件研究
纤维素降解菌系的筛选及降解稻草条件研究摘要:以已分离的11株纤维素降解菌为材料,采用滤纸崩解法和透明圈法,初步筛选出4株纤维素降解能力较强的菌株｡将这4株单菌进行两两组合,研究混合菌系在9d内的CMC酶活和FPA酶活与单菌发酵之间的异同｡结果表明,混合菌发酵CMC酶活和FPA酶活均优于单一菌株;同时筛选出一组具有高降解能力的混合菌体系;并对该混合菌系降解稻草的最适反应温度､最适初始pH值､产生还原糖的时间进行了研究,结果表明,在30℃､pH值4.5､发酵96 h时混合菌降解稻草的效果最好｡关键词:纤维素降解菌;筛选;CMC酶活;FPA酶活;还原糖含量;降解条件Screening of Cellulose Degrading Microorganism and the Degrading Condition of Rice StrawAbstract: Four strains with strong degradation ability to cellulose materials were screened out of 11 bacteria using filter paper degradation method and clear halo method. Then a mixed germ with higher degradation ability was obtained as the CMC and FPA enzyme activity of mixed bacteria and pure bacterium was compared. The optimum degrading condition of the mixed germ to rice straw was 30℃, pH 4.5, and fermentation for 96 h.Key words: cellulose degrading microorganism; screening; CMC enzyme activity; FPA enzyme activity; degrading condition纤维素是地球上最廉价､最丰富的可再生资源｡全世界每年纤维素及半纤维素的生成量为850亿t｡利用微生物产生的纤维素酶来分解和转化纤维素是纤维素利用的有效途径｡纤维素的生物降解对开辟新能源和防止其污染环境有重要意义,一直是生物技术领域的研究重点[1,2]｡在长期生产实践中发现该生物过程是微生物单独作用不能完成或只能微弱进行的,必须依靠两种或两种以上的微生物共同作用才能完成,微生物混合培养或混合发酵已越来越受重视[3]｡而且国内对产纤维素酶能力较强的单一菌种研究较多,菌种混合发酵的研究较少[4,5]｡本试验在纤维素降解单一菌株研究的基础上,着力于筛选降解纤维素的混合菌系,旨在为纤维素的高效转化提供依据｡1材料与方法1.1菌种纤维素降解菌分别来自枯树根､烂菜叶､牛粪和牛胃中｡1.2培养基制备PDA培养基:马铃薯200 g,蔗糖20 g,琼脂粉20 g,水1 000 mL,pH值6.5｡滤纸条鉴定培养基:(NH4)2SO4 0.10%, KH2PO4 0.10%, MgSO4·7H2O 0.05%,K2HPO4 0.20%,酵母膏0.01%,滤纸条(规格为1 cm×7 cm)1块,pH值6.5｡纤维素刚果红培养基:(NH4)2SO4 0.20%,MgSO4·7H2O 0.05%,KH2PO4 0.10%,NaCl 0.05%,CMC-Na 2.00%,刚果红0.02%,琼脂2.00%,pH值6.5｡液体发酵培养基:KH2PO4 1.00 g, NaCl 0.10 g, MgSO4·7H2O 0.30 g, NaNO3 2.50 g, FeCl3 0.01 g,CaCl2 0.10 g,秸秆木质纤维素20.00 g,pH值7.20~7.40｡1.3菌种初筛透明圈直径(H)与菌落直径(D)比值的测定:将11株保藏菌种(菌种名称分别为N1､N2､N3､N4､N5､N6､N7､N8､N9､N10､N11)活化后分别接种到PDA培养基上,30℃培养3d｡将每一株菌分别转接到纤维素刚果红培养基上,30℃培养4 d后,加入适量1 mol/L的NaCl溶液,浸泡1 h,根据H与D比值的大小进行初筛｡单菌株滤纸失重率的测定:将透明圈大的菌种接种于滤纸条鉴定培养液中,以不接种处理作对照,28℃摇床培养8 d,分别在2､4､6､8 d时测其失重率｡滤纸失重率的测定:用滤纸过滤发酵液,将残留物80℃烘干称重,用减重法计算出滤纸失重率｡失重率=(培养前底物干重-培养后底物干重)×100%/培养前底物干重｡将单菌株滤纸失重率较大且H/D值大于2.0的菌株作为复筛菌种｡1.4复筛将初筛所得单菌种进行两两组合,对单菌种和不同组合菌种测定羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活｡以体积比为1∶1的接种比例､10%的接种量分别接入固态培养基中｡1.4.1羧甲基纤维素酶活测定①酶液的制备:将发酵液于4 000 r/min,4℃,离心20 min,取上清液,备用｡②纤维素酶活力的测定方法(DNS法):取A､B､C共3支50 mL 比色管,在A､B管中分别加入1.5､0.5 mL的1% CMC-Na溶液(用pH值4.8的醋酸-醋酸钠缓冲液配制)适当稀释的酶液, C管中加入1.5 mL的pH值为4.8的醋酸-醋酸钠缓冲液和0.5 mL酶液,50℃下保温30 min,然后在3支比色管中分别加入2.5 mL的DNS试剂,沸水浴5 min后放入水中冷却,终止反应,定容至25 mL,摇匀,在波长520 nm处测定吸光值(C管作空白对照),并从葡萄糖标准曲线上查出相应的葡萄糖含量,再折算成酶活力单位｡CMC酶活力定义为:在pH值4.8,50℃条件下,1 mL酶液每分钟水解羧甲基纤维素钠生成1 μg葡萄糖的酶量,称为一个酶活力单位,以U/mL表示｡1.4.2滤纸酶活(FPA)测定取A､B､C共3支具塞比色管,在A､B管中加入pH值4.8醋酸-醋酸钠缓冲液1.5 mL和1 cm×6 cm规格的新华滤纸条(约50 mg),50℃下预热10 min后,加入0.5 mL适当稀释的酶液,C管不加底物作空白对照,50℃下保温60 min,然后在3支比色管中分别加入2.5 mL DNS试剂,沸水浴5 min后立即在水中冷却,终止反应,定容至25 mL,摇匀,在波长520 nm处测定吸光值(C管作空白对照),根据葡萄糖标准曲线计算酶活力｡酶活力定义为:在pH值4.8,50℃条件下, 1 mL酶液每分钟水解滤纸条生成1μg葡萄糖的酶量,称为一个酶活力单位,以U/mL 表示｡1.5菌种降解稻草条件研究还原糖含量测定按照DNS比色法[6]进行｡2结果与分析2.1初筛结果由经过活化的11株菌株在刚果红培养基上的生长情况(表1)可知,菌株N1､N2､N3､N7､N8和N9的滤纸失重率相对较高;从透明圈与菌落圈直径之比来看,菌株N1､N3､N7､N8的H/D都超过2.0｡因此,选取N1､N3､N7､N8号菌株作为复筛对象｡2.2复筛结果发酵过程中菌系CMC酶活的变化情况见表2｡由表2可知,接种后1~2 d内酶活逐渐上升,大部分菌株在3~4 d时酶活出现最高峰值,5~6 d酶活开始下降,7~9 d酶活又缓慢上升｡两种菌株混合培养在一定程度上会提高CMC酶活,组合菌株N7+N8培养4 d时的CMC酶活为195.7U/mL,相当于其菌株单独培养平均酶活的2.36倍｡表3表示的是滤纸酶活在发酵过程中的变化情况,总体的变化趋势是在1~4 d 内先上升,5~7 d上升到峰值,之后再下降｡两种菌混合培养时FPA酶活也有一定程度的提高,组合菌株N7+N8在发酵6d时的FPA酶活为30.5 U/mL,相当于其菌株单独培养平均酶活的1.7倍｡因此,选取组合N7+N8作为最优纤维素降解混合菌系｡2.3组合菌株N7+N8降解稻草的最适温度分别研究了温度在20､30､40､50､60℃时混合菌降解稻草后的CMC酶活､FPA 酶活､产还原糖量(表4)｡由表4可知,CMC酶活､FPA酶活､还原糖含量三者之间存在较明显的正相关性,三者均在温度为30℃时达到最大值｡因此选择30℃作为混合菌降解稻草的最适温度｡2.4组合菌株N7+N8降解稻草的最适pH值分别研究了初始pH值为4.0､4.5､5.0､5.5和6.0时混合菌降解稻草后的CMC酶活､FPA酶活､还原糖量｡由表5可知,初始pH值为4.5时,CMC酶活､FPA酶活､还原糖含量三者均达到最大值｡因此选择4.5为混合菌降解稻草的最适初始pH值｡2.5组合菌株N7+N8降解稻草的最适培养时间在混合菌降解稻草的最优发酵条件下,每隔12 h测定1次其生长状况及产糖情况,研究培养时间对混合菌生长及产还原糖的影响,结果见图1｡由图1可知,混合菌系在培养72 h之前,还原糖产量较低,在培养72~96 h过程中,混合菌系迅速产生还原糖,在96 h时还原糖产生量最高,达1.8 g/L｡3讨论本研究筛选出了一组具有较高纤维素降解活力的混合菌系,该混合菌系的CMC 酶活和滤纸酶活均高于单一菌株;同时研究了该混合菌系降解稻草的最适反应温度､最适初始pH值及培养时间对还原糖量的影响｡本研究虽对上述试验条件进行了探讨,但以下问题有待进一步研究:①所得混合菌系纤维素降解酶活力距离生产要求还有很大的差距,应采用诱变等方法对该菌系进行处理,以提高现有菌系的产酶活力;②在利用单因素法研究温度､pH值､培养时间对产酶的影响的基础上,需进一步研究多因素对发酵产酶的影响,以使理论研究更加贴近实际生产｡参考文献:[1] MANDELS M, STERNBERG D. Recent advances in cellulose technology[J]. J Ferment Technol,1976,54(4):267-286.[2] HARUTA S,CUI Z,HUANG Z,et al. Construction of a stable microbial community with high cellulose-degra-dation ability[J]. Applied Microbiology Biotechnology,2002,59(4-5):529-534.[3] 冯树,周樱桥,张忠泽. 微生物混合培养及其应用[J] .微生物学通报,2001,28(3):92-95.[4] 史玉英,沈其荣,娄无忌,等. 纤维素分解菌的分离和筛选[J]. 南京农业大学学报,1996,19(3):59-62.[5] 洪洞,黄秀莉. 纤维素酶的应用[J].生物学通报,1997,32(12):18-19.[6] 王玉万,徐文玉. 木质纤维素固体基质发酵物中半纤维素､纤维素和木质素的定量分析程序[J].微生物学通报,1987,14(2):81-84.。
纤维素降解菌滤纸条实验结果与讨论
纤维素降解菌滤纸条实验结果与讨论
纤维素降解菌滤纸条实验的结果可能是指菌落的生长和滤纸条的损耗情况。
根据实验结果，可能有以下几种情况：
1. 生长正常：如果纤维素降解菌在滤纸条上生长良好并降解纤维素，滤纸条会被菌落附近的区域逐渐降解掉。
这表明纤维素降解菌能够有效地将纤维素分解为可利用的物质。
2. 生长不良：如果纤维素降解菌的生长受到限制，可能导致滤纸条上没有或者只有少量的菌落生长。
在这种情况下，滤纸条上的纤维素降解程度可能较低。
3. 滤纸条完全未被降解：如果纤维素降解菌无法降解纤维素或者菌落没有在滤纸条上生长，滤纸条可能完全不被降解。
这可能表示纤维素降解菌对纤维素不具有降解能力，或者实验条件不适合菌落生长及纤维素降解。
对于实验结果的讨论，可以考虑以下几个方面：
1. 与控制组的比较：将实验组的结果与没有加入纤维素降解菌的对照组进行比较。
如果实验组的滤纸条有明显的降解或菌落生长，而对照组没有，可以推断纤维素降解菌在滤纸条降解中起到了重要作用。
2. 影响菌生长和纤维素降解的因素：分析实验过程中可能影响纤维素降解菌生长和滤纸条降解的条件因素，例如温度、pH 值、营养成分等。
可以探讨某些条件对菌落生长和纤维素降解
的影响程度。
3. 结果的可再现性：如果实验结果得到了重复验证，说明该实验结果具有可再现性，对于研究纤维素降解菌的特性和应用具有重要参考价值。
4. 实验结果的意义：讨论实验结果对于纤维素降解领域的研究具有什么意义，以及对于解决环境问题、生物能源开发等方面的应用价值。
需要注意的是，纤维素降解菌滤纸条实验的结果和讨论需要根据具体实验设计和结果来展开，上述内容仅为一般参考。
纤维素降解细菌的筛选及其培养基的优化
纤维素降解细菌的筛选及其培养基的优化自然界中能够降解和利用纤维素的微生物种类繁多，真菌、细菌、放线菌以及部分酵母菌等很多主要的微生物类群中都有，但长久以来人们一直以产酸性胞外纤维索酶的木霉、曲霉等真菌作为主要的研究对象。
近年来，随着纤维素酶在洗涤剂、棉织品水洗抛光整理和制浆造纸等行业上的应用和发展，使得由细菌产生的中性以及碱性纤维素酶得到广泛重视，尤其是细菌产生的胞外纤维素酶拥有简化发酵工艺，节约资源的优势，正逐步显示出它良好的使用性能和巨大的工业价值。
1 材料与方法1．1 材料1．1．1 土壤样品采集造纸厂排水处附近中性偏碱性土壤。
1．1．2 培养基(1)筛选培养基A：蛋白胨10 g，羧甲基纤维素钠10 g，NaC1 5 g，磷酸二氢钾1 g，琼脂18 g，水1 000 ml，pH值调至8。
筛选培养基B：磷酸二氢钾2 g，硫酸铵 1．4 g，硫酸镁 0．3 g，氯化钙 0．3 g，CMC 20 g，琼脂18 g，水1 000 ml，pH值调至8。
(2)斜面培养基：牛肉膏3 g，蛋白胨10 g，NaC1 5 g，琼脂15～20 g，水1 000 ml，pH值7。
(3)种子培养基：蛋白胨10 g，酵母膏5 g，NaC1 10 g，水1 000 ml，pH值7。
(4)基础培养基：羧甲基纤维素钠10 g，蛋白胨10 g，磷酸二氢钾1 g，硫酸镁 0．2 g，NaC1 10 g水1 000 ml，pH值7。
1．2 方法1．2．1 刚果红染色鉴定法1．2．2 粗酶液制备方法将发酵液于4 500 r／rain离心15 rain，取其上清液收集保存。
1．2．3 酶活测定方法0．5 的粗酶液加入1．5 用柠檬酸缓冲液配制的0．51％的CMC．Na溶液，50℃作用15 min，加入DNS 1．5 沸水浴5 rain，540 nm测光吸收，酶活力定义为每1 h 产生1 g还原糖所需的酶量为一个纤维素酶活力单位用1 U／ml表示。
纤维素降解细菌的筛选及酶活测定
纤维素降解细菌的筛选及酶活测定1 材料与方法1．1 含菌样品含菌样品取自校园里的腐烂树叶处的土壤。
1．2 培养基(1)CMC(羧甲基纤维素)培养基：CMC-Na15 g， NH4NO3 1 g，MgSO4 ·7H20 0．5 g，KH2PO4 0.5 g，琼脂2％，H201 000 mL，pH 自然，121 ℃灭菌。
(2)刚果红鉴定培养基：KH2PO4 0.2％，MgSO4 0．05％，(NH )2SO40．1％，琼脂2％，刚果红0．02％，CMC—Na 2％，NaC1 0．05％，pH自然。
(3)液体产酶培养基：CMC—Na 15 g，NH4 NO31 g，KH2PO4 1 g，MgSO4 0．5 g，H20 1000 mL,初始pH值霉菌调为5，细菌调为8 1.3 菌株的筛选初筛采用滤纸条崩解实验及刚果红平板识别，复筛采用液态产酶鉴定。
1.4 CMC酶活力的测定1.4.1 DNS法绘制标准曲线采用3，5一二硝基水杨酸比色定糖法(DNS) 测定酶解液中还原糖含量。
取9支比色管，分别按表顺序加入各种试剂，将各管溶液混匀，用空白管溶液调零，测520 nm处的光密度值，绘制标准曲线1.4.2 测酶活将菌株接种于发酵培养基，30℃，l80 rpm培养4 d，从培养基中取l ml菌液放人试管，加水稀释至5 ml，4000 rpm离心5 min。
移取上清液 0．5 ml于试管中，加入含 0．5％ CMC—Na的柠檬酸缓冲液(0．05 mol／L，pH 4．4)1．5 ml，50℃水浴锅准确作用30 min，在每试管内加 1.5 ml DNS试剂，沸水浴 5 min，立即冷却，520 nm处测定其OD值，对比标准曲线，求葡萄糖含量。
酶活力计算公式：酶活力=葡萄糖量×10(10一稀释倍数)酶活力单位(u)=(1 mg葡萄糖／m1)·30 min。
2.流程分析(1)纤维素降解菌的筛选：将含菌样品富集培养后，取菌液0．1 mL 涂布于羧甲基纤维素平板中，待其长出菌落后，进行平皿划线法分离，分离到一系列纤维素降解菌。
纤维素降解菌研究概况及发展趋势
纤维素降解菌研究概况及发展趋势赵斌（山东农业大学生命科学学院 2010级生物工程三班）摘要纤维素是地球上最丰富的可再生有机资源，因为难分解大部分未被人类利用。
另外，纤维素是造纸废水的COD和SS的主要来源之一。
分解纤维素并将其转化成动物易吸收或利用的能源、食物、饲料或化工原料，是纤维素合理应用的重要途径。
筛选高效纤维素分解菌，确定其酶学性质是降解纤维素的关键。
关键词：微生物；纤维素；降解；纤维素酶AbstractCellulose is the earth's most abundant renewable organic resources, because the majority is not difficult to break down human use. In addition, the cellulose is one of the main sources of the papermaking wastewater COD and SS. Into the animal's susceptibility to absorption or utilization of energy, food, feed or chemical raw materials decompose cellulose and cellulose reasonable application. Screening cellulolytic to determine the nature of its enzymatic degradation of cellulose.纤维素是地球上最丰富、来源最广泛的碳水化合物，同时也是地球上最大的可再生资源，占地球生物量的约50%[1]。
纤维素分子本身的致密结构以及由木质素和半纤维素形成的保护层造成纤维素不容易降解而难以被充分利用或被大多数微生物直接作为碳源物质而转化利用。
微生物分离纤维素降解菌的筛选与分离
微生物分离纤维素降解菌的筛选与分离纤维素是一种广泛存在于自然界中的有机化合物，它是植物细胞壁的主要组成部分。
纤维素具有高度的生物降解性，然而，其高度结晶性和复杂的结构使其难以被常规的酶解系统降解。
在生物领域中，微生物分解是一种有效且环保的方法，因此，筛选和分离纤维素降解菌对于提高纤维素降解效率具有重要意义。
一、筛选纤维素降解菌的方法1.1 培养基的选择筛选纤维素降解菌的第一步是选择合适的培养基。
常用的纤维素降解培养基包括CMC（羧甲基纤维素钠）、Avicel（微晶纤维素）、Whatman No.1滤纸等。
这些培养基能够提供纤维素降解菌所需的碳源和营养物质，有利于菌群的生长和繁殖。
1.2 筛选方法传统的筛选方法是利用纤维素作为唯一的碳源，在培养基中培养环境中的微生物，通过测定产酶能力来判断纤维素降解菌的存在。
常用的方法有：（1）红色亚甲基纤维素（RAC）将纤维素培养基添加亚甲基蓝等指示剂，在纤维素降解区域由蓝色转变为红色，表明纤维素被降解。
（2）半定量筛选利用葡萄糖法测定纤维素降解能力。
在培养基中添加不同浓度的纤维素，观察菌落的生长情况和菌液中的葡萄糖含量，评估纤维素降解能力。
（3）放射标记纤维素将放射性同位素标记在纤维素分子上，通过测定纤维素的解脱率来评估菌株的降解能力。
二、纤维素降解菌的分离与鉴定2.1 分离方法从自然环境中分离纤维素降解菌是筛选过程的关键步骤之一。
常用的分离方法包括：（1）稀释平板法将适当稀释的样品在纤维素培养基上均匀涂布，经过一段时间后，将生长的菌落分离并培养纯种。
（2）可溶性物质包埋法将样品与纤维素培养基搅拌均匀，接种到含有纤维素的胶状物上，培养一段时间后，可分离出纤维素降解菌。
2.2 鉴定方法为了确定分离的菌株是否为具有纤维素降解能力的菌株，需要进行鉴定。
常用的鉴定方法包括：（1）形态学鉴定观察菌落的形态、颜色和菌落边缘等特征，使用显微镜观察细胞的形状和结构。
（2）生理生化特性鉴定测定菌株的氧耗、氧释等生理特征，通过测定菌株对不同碳源和氮源的利用情况来判断其代谢特性。
常温纤维素降解菌的分离与鉴定
常温纤维素降解菌的分离与鉴定陈燕;周孙全;郑奇士;周义军;王艳;谭佑铭【摘要】目的分离培养常温下能降解纤维素的细菌.方法采集腐烂植物样本6份、表层土壤样本6份和污染水体样本2份;在22 ℃条件下,采用复合纤维素培养基筛选,羧甲基纤维素钠刚果红平板分离,富集培养基扩增培养;重复多次操作,测定纤维素酶活性后获得常温下具有纤维素酶活性的菌株;提取细菌基因组DNA,对16S rDNA 进行测序,并与Genebank对比,鉴定其种属.结果分离出3株常温下具有纤维素酶活性的细菌,其纤维素酶活性分别为0.028、0.57和1.2 μg/min.经鉴定,3株细菌与类芽孢杆菌属、暂定种金黄色杆菌和金黄杆菌的匹配度分别为99%、97%和97%.结论从腐烂的树叶、腐烂树叶下的表层土壤和污染水体中均能分离出常温下具有纤维素酶活性的菌株.【期刊名称】《上海交通大学学报（医学版）》【年(卷),期】2010(030)008【总页数】4页(P1018-1020,封3)【关键词】纤维素降解菌;分离;筛选;纤维素【作者】陈燕;周孙全;郑奇士;周义军;王艳;谭佑铭【作者单位】上海交通大学,公共卫生学院,上海,200025;上海交通大学,公共卫生学院,上海,200025;上海交通大学,公共卫生学院,上海,200025;上海交通大学,公共卫生学院,上海,200025;上海交通大学,公共卫生学院,上海,200025;上海交通大学,公共卫生学院,上海,200025【正文语种】中文【中图分类】S188纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，也是地球上最丰富的可再生资源。
纤维素的降解需要外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶等多种酶的共同作用才能完成。
部分细菌和真菌具有纤维素酶活性，但需要较高的工作温度，因此，人类对纤维素的利用十分有限[1]。
本研究拟在室温下分离具有纤维素酶活性的细菌，为提高纤维素的利用度，为污染环境的生态修复提供较为有效的菌株。
1 材料与方法1.1 环境样品于2009年10月2日(雨后第2天)在上海植物园采集腐烂的树叶、竹根和野草；从腐烂的植物下采集表层湿润、肥沃的土壤；从被污染且长有大量水生植物的景观水体中采集水样。
纤维素降解菌菌落特征
纤维素降解菌菌落特征一、概述纤维素是植物细胞壁中最主要的成分之一，但由于它的复杂结构和高度结晶性，使得大多数生物无法降解。
然而，存在着一些特定的微生物可以分解纤维素，这些微生物被称为纤维素降解菌。
本文将从菌落特征方面探讨纤维素降解菌的相关知识。
二、形态特征1. 形态多样性纤维素降解菌在形态上具有较大的多样性，包括球形、棒状、弯曲状等不同形态。
其中，球形的常见菌属有Actinoplanes和Streptomyces；棒状的常见菌属有Cellulomonas和Clostridium；弯曲状的常见菌属有Fibrobacter和Ruminococcus等。
2. 色泽特征不同种类的纤维素降解菌在颜色上也存在差异。
例如，Cellulomonas 在培养基上呈现出白色或淡黄色；Streptomyces则呈现出灰色或蓝灰色；而Ruminococcus则呈现出淡黄色或浅蓝色等。
三、生长特征1. 生长速度纤维素降解菌的生长速度较慢，通常需要较长的时间才能形成可见的菌落。
2. 菌落形态不同种类的纤维素降解菌在菌落形态上也存在差异。
例如，Cellulomonas的菌落呈现出白色、光滑、整齐；Streptomyces则呈现出平坦或隆起的表面，有时会有棕色色素沉积；而Ruminococcus则呈现出圆形或不规则形状，表面光滑。
3. 生长条件纤维素降解菌对生长条件有一定要求。
一般来说，它们需要适宜的温度、pH值和氧气含量等条件才能正常生长。
例如，Clostridium在厌氧条件下生长最佳，pH值在6.5-7.5之间；而Fibrobacter则需要较高的温度和较低的pH值才能生长。
四、代表性纤维素降解菌及其特征1. CellulomonasCellulomonas是一种常见的纤维素降解菌属。
它们具有白色或淡黄色的颜色特征，菌落呈现出光滑、整齐的特点。
此外，Cellulomonas能够在较宽的温度范围内生长，并且对氧气含量的要求较低。
纤维素降解菌资料
纤维素降解菌资料那些是植物结构多糖，是细胞壁的主要成分。
通过对降解纤维素微生物发生的分析。
可知具有降解纤维素能力的微生物分布在细菌、放线菌、和真菌的许多菌属中，其中真菌被认为是自然界中有机质特别是纤维素物质的主要降解者、降解纤维素微生物种类木质素的存在木质素（lignin ）与纤维素及半纤维素共同形成植物体骨架，是自然界中在数量上仅次于纤维素的第二大天然高分子材料，据估计全世界每年可产生600万亿吨[18] 。
木质素是植物的主要成分之一，它是植物细胞胞间层和初生壁的主要填充物，其产量是仅次于纤维素的最为丰富的有机物，通常在木质细胞中占15%～30%。
从化学结构看[19]，针叶树的木质素主要由松柏醇的脱氢聚合物构成愈创木基木质素；阔叶树的木质素由松柏醇和芥子醇的脱氢聚合物构成愈创木基紫丁香基木质素；而草本植物则是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇的脱氢聚合物和对香豆酸组成因而使木质素成为结构复杂、稳定、多样的生物大分子物。
木质素依靠化学键与半纤维素连接，包裹在纤维之外，形成纤维素。
植物组织由于木质素存在而有了强度和硬度。
在生活生产中，大部分的木质素被直接排放，不仅浪费了这种宝贵的资源，还对周围环境产生巨大影响，因此研究木质素的降解和利用越来越成为热门的课题。
绿色植物占地球陆地生物量的95% ，其化学物质组成主要是木质素、纤维素和半纤维素，它们占植物［］干重的比率分别为15%~20%,45%和20% 农作物秸杆是这类生物质资源的重要组成部分，全世界年产量为20 多亿吨，而我国为 5 亿多吨但是，要充分、有效地利用这类资源却相当困难，这是由于秸秆产量!" B ’随季节变化，且量大、低值、体积大、不便运输，大多数动物都不能消化其木质纤维素，自然降解过程又极其缓慢，导致大部分秸秆以堆积、荒烧等形式直接倾入环境，造成极大的环境污染和浪费’存在于秸秆中的非水溶性木质纤维素很难被酸和酶水解，主要是因纤维素的结晶度、聚合度以及环绕着纤维素与半纤维素缔合的木质素鞘所致’木质素与半纤维素以共价键形式结合，将纤维素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤维素分子接触，而木质素的非水溶性、化学结构的复杂性，导致了秸秆的难降解性’所以，要彻底降解纤维素，必须首先解决木质素的降解问题’因此，秸秆利用的研究从过去的降解纤维素的研究转向了木质的降解研究，作者对此进行了综述’木质素降解微生物的种类在自然界中，能降解木质素并产生相应酶类的生物只占少数%木质素的完全降解是真菌、细菌及相应微生物群落共同作用的结果，其中真菌起着主要作用% 降解木质素的真菌根据腐朽类型分为：白腐菌———使木材呈白色腐朽的真菌；褐腐菌———使木材呈褐色腐朽的真菌和软腐菌%前两者属担子菌纲，软腐菌属半知菌类% 白腐菌降解木质素的能力尤于其降解纤维素的能力，这类菌首先使木材中的木质素发生降解而不产生色素%而后两者降解木质素的能力弱于其降解纤维素的能力，它们首先开始纤维素的降解并分泌黄褐色的色素使木材黄褐变，而后才部分缓慢地降解木质素% 白腐菌能够分泌胞外氧化酶降解木质素，因此被认为是最主要的木质素［，］降解微生物!木质素的生物降解的应用木质素的生物降解目前成功地用于生产实践的实际应用尚不多见，但在有些方面的研究已经显现出诱人的前景-&）造纸工业分解木质素的酶类在造纸工业上的应用有两个方面，一是用改造旧的造纸工艺，用于生物制浆、生物漂白和生物脱色-黄孢原毛平革菌和P.brvispora等在国外已经得到成功利用-如用P.brvispora)(%/ 进行生物制浆预处理可降低47%的能耗并增加了纸浆的张力，但它们的木质素降解率和产酶量都还是极为有限的，处理时间过长，距大规模推广应用尚有一定的距离- 二是木质素分解菌或酶类用于造纸废［］水的处理，这方面的国内外研究报告已有很多且已取得了一定的实效0 -%）饲料工业木质素分解酶或分解菌处理饲料可提高动物对饲料的消化率- 实际上，木素酶和分解菌的应用已经突破了秸秆仅用于反刍动物饲料的禁地，已有报道饲养猪、鸡的实验效果- 目前，以木素酶、纤维素酶和植酸酶等组成的饲料多酶复合添加剂已达到了商品化的程度-"）发酵与食品工业木质纤维素中木质素的优先降解是制约纤维素进一步糖化和转化的关键，已有很多实验偿试使用秸秆进行酒精发酵或有机酸发酵，但看来这还有很长的路要走-在食品工业如啤酒的生产中，可使用漆酶等进行沉淀和絮凝的脱除，使酒类得到澄清-!）生物肥料传统上曾使用高温堆肥的办法来使秸秆转化为有机肥料，但这些操作劳动强度大，近年来不为农民所欢迎最近，秸秆转化为有机肥料的简单而行之有效的办法是秸秆就地还田但是，还田秸秆- -在田间降解迟缓并带来了一系列的耕作问题，而解决这些问题的关键是加速秸秆的腐熟过程，因此，以白腐菌为代表的木质素降解微生物为这种快速腐熟提供了理论上的可能性-在国内，已有几家科研单位在进行相相似文献(10条)1.期刊论文李燕荣.周国英.胡清秀.冯作山.LI Yan-rong.ZHOU Guo-ying.HU Qing-xiu.FENG Zuo-shan 食用菌生物降解木质素的研究现状-中国食用菌2009,28(5)木质素是农作物秸秆中的主要成份之一,木质素降解直接影响秸秆等植物资源的利用效率.从降解木质素的食用菌种类、食用菌木质素降解酶系及其营养调控机理、应用前景共4个方面,综述了食用菌生物降解秸秆木质素的研究现状.2.学位论文黄红丽堆肥中木质素的生物降解及其与腐殖质形成关系的研究2006随着社会的发展，有机固体废物的排放急剧增加。
高效纤维素降解菌的筛选鉴定及特性研究
3、探索高效纤维素降解菌在其他方面的应用，如生物医药、生物防治等领 域；
4、结合现代生物技术手段，如基因工程、代谢工程等，对高效纤维素降解 菌进行遗传改造，提高其性能和适应性。
参考内容
引言
纤维素作为一种重要的生物质资源，在生物能源、材料等领域具有广泛的应 用前景。纤维素降解菌能够将纤维素分解为可利用的糖类，为工业生产和生物技 术领域提供重要的原料。因此，筛选具有高效降解能力的纤维素降解菌并研究其 特性，对于实现纤维素资源的有效利用具有重要意义。
高效纤维素降解菌的筛选鉴定及特 性研究
目录
01 高效纤维素降解菌的 筛选鉴定
03 结论与展望
02
高效纤维素降解菌的 特性研究
04 参考内容
随着生物技术的迅速发展，微生物在环保、能源等领域的应用备受。高效纤 维素降解菌作为其中之一，在解决全球气候变化、生物质能源开发等方面具有重 要意义。本次演示将围绕高效纤维素降解菌的筛选鉴定及特性研究展开论述。
4、数据处理与分析：对测定结果进行统计和分析，比较混合菌种与单一菌 种的降解效果。
3、测定结果
通过上述测定方法，我们发现混合菌种在纤维素降解方面表现出以下优势：
1、混合菌种的纤维素降解率高于单一菌种，说明不同菌种之间的协同作用 有助于提高降解效果。
2、混合菌种的生长曲线呈现平稳增长趋势，说明各菌种之间具有一定的协 同生长作用。
背景
纤维素降解菌主要包括细菌、真菌和放线菌等。这些微生物通过产生纤维素 酶来分解纤维素，将其转化为可利用的糖类。纤维素酶是一种复合酶，包括内切 葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等，分别作用于纤维素的不同部位， 使其降解为单糖。
方法
筛选纤维素降解菌的方法主要包括以下步骤：
纤维素降解菌的产酶条件分析
纤维素降解菌的产酶条件分析一、1.药品: 葡萄糖、DNS 试剂（3，5-二硝基水杨酸）、羧甲基纤维素钠（CMC-Na ）、柠檬酸、Na 2HPO 4、KH 2PO 4、NH 4NO 3、MgSO 4·7H 2O 、酵母膏、琼脂粉，四水酒石酸钾钠、苯酚、无水亚硫酸钠、氢氧化钠，等2.需配制的溶液和培养基：（准确称取100mg 恒重的葡萄糖，用蒸馏水溶解定容于100ml 容量瓶中，配制成1mg/ml 标准葡萄糖溶液） (2).DNS 试剂（3，5-二硝基水杨酸）、DNS 试剂的配制是：①.称取3，5-二硝基水杨酸0.315 g(化学纯)，加水500mL 。
，搅拌5 s ，水浴至45 ℃。
②.然后逐步加入10 mL 0.2g/ mL 的氢氧化钠溶液，同时不断搅拌。
直到溶液清澈透明 (注意：在加入氢氧化钠过程中，溶液温度不要超过48℃)。
③.再逐步加入四水酒石酸钾钠0.910 g 、苯酚0.250 g 和无水亚硫酸钠0.250 g 。
继续45 ℃水浴加热，同时补加水30 mL ，不断搅拌，直到加入的物质完全溶解。
④.停止加热，冷却至室温后，用水定容至100 mL 。
用烧结玻璃过滤器过滤。
取滤液，储存在棕色瓶中，避光保存。
⑤.室温下存放7 d 后可以使用，有效期为6个月。
(3).羧甲基纤维素钠（CMC-Na ）、（购买,配置成0.51%的羧甲基纤维素钠溶液） (4).柠檬酸-磷酸盐缓冲液（pH 6~8）（需要柠檬酸和Na 2HPO 4） 不同PH 磷酸氢二钠–柠檬酸缓冲液的配制：24Na 2HPO 4-2H 2O 分子量 = 178.05，0.2 mol/L 溶液含35.01克/升。
C 4H 2O 7·H 2O 分子量 = 210.14，0.1 mol/L 溶液为21.01克/升(5).发酵培养基: CMC -Na 15 g, KH 2PO 4 1 g, NH 4NO 3 1g,MgSO 4 ·7H 2O 0. 5 g, 酵母膏1 g, ( 琼脂粉15 g, 固体培养基用) , H 2O 1,000 mL; 3、所需器材：紫外可见分光光度计、摇瓶、培养皿、摇床、滤纸，等DNS配制注意要点配方：蒸馏水：372.63ml，DNS: 2.79g, NaOH: 5.21g, 酒石酸钾钠：80.53g, 苯酚：2.00ml，亚硫酸氢钠：2.18g配制DNS试剂，3，5-二硝基水杨酸，查阅到的文献中提到的配方很多，各种药品的量都不一样，尤其是DNS的量差别很大。
纤维素降解菌的分离及筛选
实验材料
1、培养基：刚果红培养基、PDA培养基
2、样品：土壤 3、仪器及其他用品：酒精灯、载玻片、 盖玻片、显微镜、滴管、试管、培养皿、 锥形瓶、枪头、涂布器等
实验步骤
1、培养基的配制及分装 2、物品准备
3、灭菌
4、铺斜面倒平板 5、分离 6、斜面培养 7、观察
培养基的配制
1、刚果红培养基
(NH4)2SO4 MgSO4 KH2PO4 2g 0.25g 1g
明矾
纤维素钠 刚果红
2g
1.88g 2g
琼脂
蒸馏水
18g
1000ml
2、PDA培养基
马铃薯 200g
纤维素（cmc）若干克
琼脂 蒸馏水 15-20g 1000ml
分装
1、将配制好的刚果红培养基装入 500mlL锥形瓶中，装250mL 2、PDA培养基10mL左右/试管， 共8管
物品准备：
1、盛有9mL蒸馏水的试管，6支
（2）无菌条件下，将土壤悬液稀释 成10-2~10-7系列浓度。
具体稀释过程：用无菌吸管无菌操作取10-1浓度的土壤悬液1 mL并加入编号10-2的无菌试管中，震荡混合均匀。即为10-2浓 度的土壤稀释液。依此类推，直到稀释至10-7的试管中（每个 稀释度换1支枪头）。
（3）分别用移液器精确地吸取10-4、10-5、10-6的 稀释菌液0.2 ~0.3 mL，对号放入编好号的无菌培养 皿中，每一浓度对应两个平板。用无菌涂布棒（从浓 度小的梯度开始）将加入平板培养基上的土壤稀释液 在整个平板表面涂匀，涂完一个平板用酒精灯灭菌。
土壤中纤维素降解菌 的筛选及初步鉴定
2011级生技1班 第二小组
●实验目的
●实验原理
●实验材料 ●实验步骤
纤维素降解菌选育研究进展及未来趋势
纤维素降解菌选育研究进展及未来趋势邢鹏飞（生命科学学院 08级生物工程二班）摘要本文总结纤维素酶高产菌选育的国内外研究进展，概括了迄今为止筛选出的纤维素酶高产菌的徽生物种群及其产酶特点，以及诱变育种、原生质体融合技术育种、纤维素酶基因克隆的国内外研究现状，对今后纤维素降解菌的选育研究未来发展趋势做了分析和综述。
关键词：微生物；降解；纤维素；纤维素酶；选育；纤维素是地球上廉价且年产量巨大的可再生资源。
微生物作为处理纤维素的一种手段，把纤维素水解成有葡萄糖等物质，进一步发酵生产酒精、有机酸等人类急需的能源食物和化工原料等，不仅对环境危害小，而且可以避免由于化石嫌料燃烧所带来的环境污染，更重要的是可以缓解或解决世界性能源危机以及因石油短缺引起的国际问题等。
筛选出高性能纤维素降解菌是开发利用纤维素资源的前提和关键。
一、纤维素1.1纤维素的基本结构纤维素是D-葡萄糖苷以β-1，4-糖苷键连接而成的链状高分子化合物，含碳、氢、氧三种元素，其中碳含量为44.44%，氢含量为6.17％，氧含量为49.39％，其分子式用（C6H10O5）n表示（n为聚合度），纤维二糖是其基本组成单元，一般认为纤维素分子约由8000-12000个葡萄糖残基构成。
常温下不溶于水、不溶于稀酸和稀碱。
纤维素聚集体内的氢键分布不均匀，有的基本上全是氢键，排列定向有序，结构稳定，这样的区域称为结晶区，其他区域则称为无定型区。
所谓结晶度，即指结晶区占纤维素整体的百分率。
纤维素纤维的结晶度增高，则硬度、密度等随之增加，而柔软性和化学反应性等均降低，因此微生物对它的利用越困难。
无定形区结构比较疏松，易被微生物利用[2]。
1.2纤维素的降解机理纤维素的结构复杂，很难被降解。
一般的降解方式主要有机械降解、水解、热降解、氧化降解、光化学降解及酶（生物）降解等。
但前几种方法有成本高、降解条件繁琐及易造成环境污染等缺点，而生物降解方法主要是应用纤维素酶来催化降解纤维素，因其高度的专一性和低成本成为了目前主要关注的一种手段[3]。
纤维素降解菌的调控机制论文素材
纤维素降解菌的调控机制论文素材一、引言纤维素是地球上最丰富的可再生生物质，在生物能源和生物制品生产过程中具有重要的作用。
然而，由于其高度结晶、难降解的特性，纤维素的转化一直是一个具有挑战性的问题。
因此，研究纤维素降解菌的调控机制对于开发高效、经济的生物能源生产过程具有重要的意义。
二、纤维素降解菌的分类与特点纤维素降解菌是一类可以将纤维素有效降解为可被利用的产物的微生物。
根据其降解机制和产物类型，纤维素降解菌可以分为纤维素酶系统和发酵系统两类。
纤维素酶系统包括纤维素酶复合体和单一纤维素酶，能够直接降解纤维素为低聚糖和单糖。
发酵系统则是通过产酸、产气、产酶等代谢途径将纤维素降解为可利用化合物。
三、纤维素降解菌的调控机制纤维素降解菌的调控机制涉及多个层面，包括基因表达调控、代谢途径调控和细胞内信号传导等。
在基因表达调控方面，纤维素降解菌能够通过转录调控、翻译调控和后转录调控等方式调控纤维素降解酶的合成和表达。
代谢途径调控涉及纤维素降解菌如何选择和利用不同的代谢途径来进行纤维素降解。
细胞内信号传导则调控纤维素降解菌对外界环境的感知和响应。
四、纤维素降解菌调控机制的研究方法研究纤维素降解菌的调控机制需要采用多种研究方法。
其中，基因组学、转录组学和蛋白质组学等高通量技术可以用来分析纤维素降解菌的基因组特征、基因表达模式以及蛋白质组成。
功能基因组学可以利用元基因组学和基因敲除等方法来研究纤维素降解菌的功能基因组。
此外，分子生物学和生物化学方法也是研究纤维素降解菌调控机制的重要手段。
五、纤维素降解菌调控机制的应用前景纤维素降解菌调控机制的深入研究有助于开发高效的纤维素降解菌，从而提高生物能源的产能和效率。
此外，纤维素降解菌的调控机制研究还可以为污染物的降解、生物修复和农业废弃物资源化利用提供理论依据。
六、结论纤维素降解菌的调控机制是一个复杂而精细的系统，在纤维素降解过程中起着关键的作用。
通过研究纤维素降解菌的调控机制，可以为生物能源生产和生物制品开发提供重要的指导和理论支持。