纤维素分解菌的筛选和研究论文 - 附件

大庆师范学院本科生学业论文

纤维素分解菌的筛选与研究

院(部)、专业生命科学学院生物技术

研究方向微生物学分子生物学

学生姓名何俊辉

学号201001122579

指导教师姓名徐晶雪曲丽娜

指导教师职称助理实验师

2012年12月24日

摘要

目前，全球能源和环境向人类提出挑战之时，开发利用可再生性资源已成为人类发展中的紧迫课题。纤维素是自然界中存在的最廉价、最丰富的天然可再生资源,存在许多高能氢键。对纤维素分解菌的研究无疑是获得能源的另一种途径。本实验通过对土样中菌株的筛选，分离出具有一定纤维素酶活力的微生物。在此过程中对纤维素分解菌进行研究。通过分子生物学的技术手段提取产纤维素酶的基因进行PCR扩增、DNA转化，把目的基因整合到受体菌株上，从而得到能分解纤维素的重组型菌种。

关键词：纤维素分解菌；分离筛选；重组菌株

Abstract

At present, the global energy and environmental challenge to human, the development and utilization of renewability resource has become the urgent task of human development. Cellulose is the most cheap and abundant natural renewable resources in nature. It has many high energy hydrogen bond. To research cellulose decomposition microbes is undoubtedly another way to get energy. The experiment based on the soil samples were selected and isolate certain cellulose enzyme activity of microbes. In the process of cellulose decomposition microbes were studied. Through the molecular biology technology extraction yield of cellulose enzyme gene PCR amplification, DNA transformation, Integrating the purpose gene into the receptor strain, which can get restructuring cellulolytic strains.

Key words：Cellulose decomposition microbes; Separation screening; Recombinant strains.

目录

摘要 ....................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................... I 目录 ......................................................................................................................... II 引言 . (1)

1 材料与实验方法 (2)

1.1实验材料与器材 (2)

1.1.1实验样品 (2)

1.1.2实验试剂 (2)

1.1.3实验仪器 (3)

1.2研究方法 (4)

1.2.1培养基的配制 (4)

1.2.2样品的采集 (5)

1.2.3菌株的分离与筛选 (5)

1.2.4 形态学鉴定 (5)

1.2.5 微生物大小的测定 (6)

1.2.6 菌种纯化 (6)

1.2.7环境因素对微生物的影响 (7)

1.2.8 基因组DNA提取 (7)

1.2.9琼脂糖凝胶电泳 (7)

1.2.10 PCR扩增 (8)

1.2.11 从凝胶中分离回收DNA的方法 (8)

1.2.12重组子的构建、转化与筛选 (9)

1.2.13重组型纤维素分解菌株的验证 (10)

2 实验结果 (10)

4讨论 (11)

5结论 (12)

[参考文献] (13)

引言

纤维素是自然界中存在的最廉价、最丰富的天然可再生资源,存在许多高能氢键, 因此其水解、利用较困难,利用微生物分解纤维素能够节省资源又减少对环境造成的污染。纤维素是碳源营养物质，已知的分解纤维素的真菌有野生型的曲霉、青霉、木霉等，细菌有纤维素单胞菌、纤维弧菌，在有氧条件下起分解纤维素作用的主要是真菌，可利用这些特点设计筛选方案。

天然纤维素原料是地球上最丰富的可再生有机物质。全世界通过光合作用产生的植物物质每年高达2000亿t，目前有89％未被人类利用，只有11％用作饲草、造纸和建筑原料。绝大部分的天然纤维素原料在自然环境中被各种微生物分解转化，最终形成CO2和H2O。虽然这是生态系统中碳循环的一个重要环节，但从人类利用自然资源的角度看，无疑是巨大的浪费。在我国，大部分秸秆和树林副产品被用作燃料或在田间被直接烧掉，不但破坏了生态平衡，污染环境，还存在火灾隐患。发展和利用生物技术分解转化天然纤维素原料既是资源利用的有效途径，而且对于解决环境污染、粮食短缺和能源危机也具有重大的现实意义。

纤维素分解菌分为降解纤维素细菌、降解纤维素放线菌、降解纤维素真菌。生物降解纤维素研究进程中有待解决的问题：①目前用于生产纤维素酶的菌株多为木霉、青霉和曲霉等，普遍存在酶活力较低的问题。筛选高效纤维素分解菌是利用秸秆纤维素的关键。②纤维素酶价格贵，利用成本高，要使纤维素酶真正能够应用于生产，必须设法降低纤维素酶的成本，如筛选新菌株，改善生产工艺等。③酶产量及酶的比活力低一直是影响纤维素酶实际应用的重要原因。目前，纤维素酶形成的机制和原理还未完全搞清楚。因此通过实验研究确定最适产酶条件具有重要意义。本实验通过对土样中菌株的筛选，分离出具有一定纤维素酶活力的微生物。在此过程中对纤维素分解菌进行研究。通过分子生物学的技术手段提取产纤维素酶的基因进行PCR扩增、DNA转化转染，整合到受体菌株上，从而得到能分解纤维素的重组型菌种，为生物降解纤维素研究做贡献。