常温纤维素降解菌的分离与鉴定

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Abstract:Objective To isolate and culture the bacteria that can degrade cellulose under room temperature· Methods Samples of decayed leaves(n=6),surface soil(n=6)and polluted water(n=2)were collected,and were seeded into multiple fiber media.Compound cellulose media were used for screening,carboxymethyl cellulose sodium(CMC—Na)plates were employed for isolation,enriched media were adopted for culture,and cellulose-degrading bacteria were obtained after cellulase activity detection under temperature of 22℃.Genomic DNA was extracted from these bacteria.and was sequenced with universal primers for 16S rDNA.The results of sequencing were aligned with the data of Genebank to identify the target bacteria. Results Three strains of cellulose—degrading bacteria were isolated,with the eellulase activity of 0.028 pg/min, 0.57斗g/rain and 1.2斗g/rain,respectively.Sequencing analysis revealed that the matching rates between these 3 strains of bacteria and Paenibacillus,Candidatgs Chryseobacterium massiliae and Chryseobacterium were 99%,97%and 97%, respectively. Conclusion Cellulose—degrading bacteria can be isolated from decayed leaves,surface soil and polluted water bodies under room temperature. Key words:cellulose·degrading bacteria;isolation;screening;cellulose
摘要:目的分离培养常温下能降解纤维素的细菌。方珐采集腐烂植物样本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
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…。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。
·1018·
上海交通大学学报(医学版) Journal of Shanghai Jiaotong University(Medical Science)
文章编号:1674-8115(2010)08—1018—04
V01.30 No.8 Aug.2010
·技术与方法·
常温纤维素降解茵的分离与鉴定
陈燕, 周孙全。 郑奇士, 周义军,王艳, 谭佑铭 (上海交通大学公共卫生学院,上海200025)
属。结罩分离出3株常温下具有纤维素酶活性的细菌,其纤维索酶活性分别为0.028、0.57和1.2斗g/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。
关键词:纤维素降解菌;分离;筛选;纤维素
0.8,MgS04·7H20 O.5,CaCl2 0.5,FeS04·7H20 0.01,
MnS04·H20 0.01,ZnS04 0.01,CMC.Na 10.0,蛋白胨 I.0,酵母膏1.0,pH值7.0—7.2。 1.3试剂和仪器
所用试剂均为市售分析纯或生化试剂。仪器: T6S型紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限 责任公司)、DK一8D型电热恒温水槽(上海一恒科 技有限公司)、DHP一9162电热恒温培养箱(上海一 恒科学仪器公司)、ZHWY一200B型恒温培养振荡器 (上海智城分析仪器制造有限公司)、PB一10型酸度 计(Sartofius)、SPN202F型电子天平[梅特勒一托利 多(常州)称重设备系统有限公司]、5810R型离心机 (Eppendoff)、佳能SX200型数码相机。 1.4实验方法 1.4.1筛选取20 g或20 mL样品接种至复合纤 维素筛选培养基,在22℃恒温静置培养。每13观察 并振摇1次,至培养基浑浊。取10 mL菌液接种于 新鲜的筛选培养基中培养1周,重复操作数次。 1.4.2分离和富集培养 从筛选培养基中取菌液 在分离培养基上划线,每次划线均作平行操作。平 皿置22℃培养5 d后,其中一皿用1 mol/L的氯化 钠溶液脱色处理40 rain。脱色处理前后均用数码相 机拍照,观察平皿上是否出现水解环以及水锯环的
作者简介:陈燕(1988一),女.本科生;电子信箱:chenyan·tcel4@qq.como 通讯作者:谭佑铭,电子信葙:werther_tan@yahoo.ooln.cno
万方数据
陈燕,等:常温纤维素降解菌的分离与鉴定
即带回实验室接种。 1.2培养基 1.2.1 筛选培养基 培养基的配制基本参照文献 [2-3]进行(g/L):Na:HPO。3.0,NH。NO,0.8,MgSO。· 7H20 0.1,CaCl2 0.1,羧甲基纤维素钠(carboxymethyl cellulose sodium,CMC—Na)2.0,微晶纤维素粉1.0,滤 纸2.0,稻草2。0,pH值7.0—7.2。其中滤纸和稻草 在使用前需作处理,预处理方法如下:滤纸用1%醋 酸浸泡过夜,若无淀粉残留,用蒸馏水反复浸泡,洗 至中性,烘干后备用;将稻草洗净,去除残余的谷粒 后,剪成长度约为3 ca的小片段,置蒸馏水中煮沸 10 rain,蒸馏水漂洗3次后烘干备用。 1.2.2分离培养基CMC—Na刚果红培养基(g/L): K2HPO。0.5,MgS04 O.25,CMC·Na 2,刚果红0.2,蛋 白胨2,酵母膏1,琼脂15,水1 L,自然pH值。 1.2.3富集培养基(g/L)KHPO。0.5,MgSO。0.25, CMC—Na 2,蛋白胨2,酵母膏2,水1 L,自然pH值。 1.2.4产酶培养基(∥L) Na:HPO。3.0,NH。N03
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。共采得14份样品,其 中水样2份,植物和土壤样品各6份。采集样品后立
基金项目:上海交通大学医学院自然基金(2007xJ007);上海市教委创新项目(ogzzlll);上海市科委自然基金(09ZRl415500);大学生创新项目 (091024859)(Foundation of Shanshai Jiaotong University School of Medicine,2007Y,J007);Shanghai Education Committee Foundation,09ZZlll; ShahIghai Science and Technology Committee Foundation,09ZRl415500;Innovation Program for Undergraduatee,091024859)o
2结 果百度文库
2.1滤纸降解情况 经数次驯化培养和划线分离后,获得具有纤维
素酶活性的菌株3株(图1),对滤纸均有一定的降解 能力;其中菌株1对滤纸的降解特点为滤纸逐渐变
万方数据
’1020’
上海交通大学学报(医学版)
薄并消解,而菌株2和菌株3对滤纸的降解情况则为 滤纸先肿胀发泡,然后逐渐崩解。 2.2菌落形态及水解环
DoI:10.3969/j.issn.1674.81 15.2010.08.036
中图分类号:S188
文献标志码:B
Isolation and identification of cellulose-degrading bacteria under room temperature
CHEN Yan,ZHOU Sun—quan,ZHENG Qi-shi,ZHOU Yi-jun,WANG Yan,TAN You-ming (School of Public Health,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200025,China)
大小。取水解环清晰且大的菌株点种至分离平板, 每株菌点种4处,计算各菌落与水解环直径比值的 均值。同时,参考水解环产生的先后和清晰度,初步 比较不同菌株的纤维素酶活性,并确定用于酶活性 测定的菌株。将分离得到的优势菌株接种至富集培 养基或产酶培养基,可用于纤维素酶活性的测定及 其他实验。 1.4.3纤维素酶活性测定 纤维素酶活性的测定 采用3,5一二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid, DNS)法,主要测定步骤参照文献[4]进行。取5 mL 菌液,接种于45 mL产酶培养基中,22℃培养5 d后 取10 mL菌液,4 000 r/rain离心15 rain后取上清液, 测定其中还原糖的含量,根据还原糖的产量确定纤 维素酶的活力。酶活定义为:在pH 5.0和50℃条件 下,每1 mL纤维素初酶液在1 rain内水解CMC—Na, 生成1斗g的葡萄糖,称为一个CMC酶活力单位 (斗g/min)。 1.4.4葡萄糖标准曲线的绘制 准确称取100 mg 分析纯的无水葡萄糖,用少量蒸馏水溶解后定量转移 到100 mL容量瓶中,再定容,摇匀,浓度为1 ms/mL。 取6支比色管,分别加入0.0、0.10、0.20、0.30、0.40 和0.5 mL葡萄糖标准溶液,用蒸馏水稀释至 5.0 mL,各管加入DNS溶液5.0 mL,沸水浴5 rain, 冷却后定容至25 mL,540 nm波长处用空白管溶液 调零后测定各管吸光度值,并绘制葡萄糖标准曲线。 1.4.5 菌种鉴定 用沸水浴法提取细菌基因组 DNA。将细菌菌液置于1.5 mL的离心管中,100℃ 水浴煮沸10 min,然后12 000×g离心5 min。用上 清作DNA模板,一20℃保存备用。用菌种鉴定通用 引物对16S rDNA片段进行PCR扩增【5 J,引物序列如 下。上游引物:AGAGll陌GATCCTGGCTCAG;下游 弓l物: ACGGCTACCTTGTTACGACTT。PCR条件: 95℃预变性5 rain;94℃变性60 s,60℃退火60 s, 72℃延伸90 s,30个循环;72℃终延伸10 rain。将 结果与Genebank对比,鉴定其种属。
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