纤维素降解菌群构建及其降解能力的初步研究

ｉ ｇ ｍｉｒｂ ａ ｏａ，ｗ ｅ ｎ ｔ ｌｐ —ｖ ｌ ｅ ｗ ｓ４ ０，ｔ ｅ ｃ ｌ ｌｓ ｎ ｙ ｃｉｉ ｓ ｔ ｅ ｈｇ ｅ ｔ ｅｎ ６ ５ ｎ ｃ ｏ ｉｌｆ ｒ ｌ ｈ ｎ ｉｉ ａ Ｈ ｉ ａｕ ａ ． ｈ ｅｌ ｏ ｅ ｅ ｚ ｍｅ ａ ｔ ｔ ｗａ ｈ ｉｈ ｓ ，ｂ ｉｇ ８ ． ４ Ｕ． ｕ ｖｙ
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１３ 菌群 生长 曲线 ． 每 ６ｈ分别取 降解 菌培 养液 ２ｍ ， Ｌ
１ 材料 与 方 法
１ １ 培 养条件 ．
调节 为 ７ ０ ．。 。
在波长为 ６０ｎ ０ ｍ下测定 Ｏ Ｄ值， 将空 白培养基调零 ， 以
Ｏ ６ 值作 为 细胞生 长速 度 的参考 。 Ｄ０ ｏ １４ 纤维 素 酶 活 性 的 测定 ． Ｃ Ｃ糖 化 力 法 ： 经适 当 Ｍ 取 稀释 的粗 酶 液 １ｍ ， 入 １ｍ Ｌ加 Ｌ缓 冲液 ， 甲基 纤 维 素 钠 （Ｍ Ｃ Ｃ— ａ ， ５ 下 反 应 ３ ｉ， 入 Ｄ Ｓ试 剂 显 Ｎ ） 在 ０ｃ ｃ ０ｍ ｎ 加 Ｎ 色 ， 准 曲线得 葡萄糖 浓 度 查标 。 减 重法 ： 培养 液在 ５０ ｍｎ 离心 １ ｉ， 去 将 ００ ／ ｉ 下 ｒ ５ ｎ倾 ｍ
天的酶 活性最 高； 降解菌群对不同纤维素材料的纤维素酶活性差异较 大， 始 ｐ 初 Ｈ值低有利 于降解菌群酶 活性 的提 高， 中初 其
始 ｐ 值 为 ４０时 的 纤 维素 酶 活 性 最 高 ， ８ ．４ｕ Ｈ ． 为 ６ ５ 。 关 键 词 ： 维 素 ； 解 菌群 ； 维 素酶 ；Ｈ值 纤 降 纤 ｐ
Ｐ Ｓ培 养 基 ： ｇ酵母 提取 物 、 ｇ 白 Ｃ １ ５ 蛋
胨 、 ｇ 酸钙 、 ｇ 化 钠 、０ｇ 维 素材 料 、 Ｌ水 ，Ｈ ５ 碳 ５ 氯 ２ 纤 １ ｐ １％ 土壤 浸提 液 ： ０ｇ 园土 加入 １０ｍ 自来水 ， ０ １ 菜 ０ ０ Ｌ
煮沸 ３ ｉ 后用纱 网过滤沉淀 ， ０ｍ ｎ 取上清液 ， 于 ４ｏ 置 Ｃ下
～
程 中 ， 时添 加 １％ 土 壤 浸 提 液 ， 防 止 降解 菌群 活 力 适 ０ 以 降低 。
在 滤纸 条 开 始 融 化 时 ， １ｍＬ转 入 １０ ｍＬ新 鲜 取 ０ Ｐ Ｓ培养 基 ， 复 ｌ Ｃ 重 ０代后 ， 上述 两种 菌 群混 合 ， 连 续 将 再
５ ．％ ， ００ 尤其是我国的农业秸秆类资源十分丰富， 但如
群 的降解 能力稍 差 。将在 牛粪 与松林 中驯化 与筛 选 获得
图 ２ 不 同底 物对 降解 菌 群 纤 维 素酶 活 性 的 影 响
的菌群混合培养 ， 并连续培养至 ５ｄ滤纸崩解率稳定在
９％ 以上 ， 得稳 定复 合菌 群 的 ｐ ０ 所 Ｈ值稳 定在 ８０ 右 。 ．左
２２ 菌群生长 曲线 用分光光度 法测： ． 毫该复合菌群 以 滤纸纤维为降解对象 时的生长曲线 。由图 １ 可知 ， 菌群 在培养过程 中自身增殖很快， 在培养的第 ４天， Ｄ ０ 达 １９０第 ６ ．０ ； 天的 Ｏ 伽 达到最高， ２・５ Ｄ 为 ．｜ 。６ｄ内的菌 ４ ５ 群生长一直处于对数生长期 ， 但在第 ６天后 ０ 开始 Ｄ
中 图分 类号 ： ７ 文 献标 识 码 ： Ｘ１２ Ａ 文章 编 号 ：０ １ ８ ８ （０ ２ ０ ０ ５ ０ １０ — ５ １ ２ １ ）３— １６— ２
Ｐｒ ｌｍｉ ｒ ｔ ｄ ｎ Ｃｏ ｓｒ ｔｏ ｎ Ｄｅ ｒ ｄ ｔｏ ｅｉ ｎａ ｙ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｎ ｔ ｕｃ ｉ ｎ ａ ｄ ｇ ａ ａ ｉ ｎ
１７ ５
用清水浸泡 ２ ， ４ｈ 直至 ｐ Ｈ值呈 中性 ， ７ 在 ０℃下烘干备
用 。分别 称取 ０５ 纤 维 素材料 置 于 １０ｍ Ｃ ． ｇ Ｇ ＬＰ Ｓ培养 基 中 ，Ｈ 为 ７０５ ｐ ． 、０ｏ Ｃ下连续 培养 ９ｄ分 ：测 定 Ｃ Ｃ酶 活 ， 别 Ｍ 性， 并用减 重 法测定 纤维 素 的失 重率 。
分别 以 Ｃ Ｃ Ｍ
Ｎ 、 纸、 ａ滤 棉花 、 稻 秸秆 、 葫芦 作 为 纤 维 素来 源 ， 水 水 将
ｍ Ｃ 培养基 中， ５ ＬＰ Ｓ 在 ０℃下静置培养。在传代 、 驯化过
收 稿 日期 ：０ ２— １ ３ ２ １ ０ —１
这些 纤维 素材 料 用 １５ Ｎ Ｏ 处 理 ２ ， 用水 冲洗 ， ．％ ａ Ｈ ４ｈ 并
资 源宝 藏 是 生 物 技 术 和 环 保 领 域 研 究 的重 点 Ｊ 本 。
果随 意焚烧 处 置 ， 易 引起 大气 污染 … ， 极 因此 如何利 用 这
一
研究通过连续驯化与筛选获得 １ 组高效纤维降解菌群 ，
并对 其纤 维素 降解 能力 和应用 条件 进行 初步研 究 。
培养转接 ｌ 代 ， ５ 直至获得 １ 组稳定 的降解菌群。
—
壤 ３０～ ０ ， 入水 稻 秸秆 粉 末 调节 Ｃ Ｎ为 ３ 右 ， ０ ５０ｇ加 ／ ０左 并控 制水 分含 量为 ６ ％左右 ， 入 １ ０ｍ ５ 装 ７ Ｌ密封孵 化器 ， ０ 置于 ５ Ｃ ０ｑ 的培 养箱 中培 养 ， 在 每 天 ９０ 大 号 注 射 并 ： ０用 器强 制通 气 １ 。发 酵 １ ， １ 发 酵产物 放在 １０ 次 ０ｄ后 取 ｇ ０
备用 ， 可保 存 １ 。 且 周
１２ 筛选与驯化 ．
分别取新鲜牛粪 、 鸡粪 、 表层松林土
上清液， Ｈ １ Ｈ Ｏ 的混合溶液反复冲洗 以去除菌 用 Ｃ与 Ｎ 体。之后用清水 冲洗 ３次， 离心后 ， １５℃下烘干至恒 在 ０
重后 称重 ， 纤 维素 的失 重率 。 计算 １５ 不 同纤维 素对 菌群 降解 效 率 的影 响 ．
物为 Ｃ Ｃ— ａ采 用 Ｐ Ｓ 养基 ， ５ Ｍ Ｎ， Ｃ 培 在 Ｏ℃下 连续 培 养 ９ ｄ按 Ｃ Ｃ糖 化力 法测 定纤 维素 酶活性 ． 监测 培养基 ， Ｍ 同时 ｐ 值 的动态 变化 。 Ｈ
时间／ ｄ
２ 结果 与 分 析
２１ 高效复合纤维素降解菌的构 建 通过对纤维素降 ． 解菌的驯化与筛选 ， 在牛粪和松林表层土壤中获得在 ５ ０ ℃下具有较强滤纸条 降解能力的菌群 ， 而鸡粪培养物菌
摘
要： 通过 对堆 肥 材 料 内微 生物 茵群 的 连 续 筛 选与 驯 化 ， 得 高效 、 定 纤 维素 降 解 茵 群 ， 对 其 生 长特 性 和 降 解 能 力 获 稳 并
进 行 了研 究 ， 结果 表 明 ： 降解 茵 群 生 长迅 速 ， 养 第 ７天 即 可 达 到 生 长 平 台期 ； 培 菌群 纤 维 素 酶 活性 在 １～ ７ｄ内逐 步 增 加 ， ７ 第
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Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：Ｃｅｌ ｌｓ ｌｕ ｏ ｅ；Ｃｅｌ ｌｓ ｌｕ ｏ ｅ— ｄ ｇａ ｎ ｉｒｂｉ ｏ ａ； Ｃｅｌ ｏ ｅ ｅ ｚ ｍｅ；ｐ —ｖ ｌ ｅ ｅ ｒ ｄｉｇ ｍ ｃ ｏ ａ ｆ ｒ ｌ ｌ ｌｕｌｓ ｎ ｙ Ｈ ａｕ
目前 ， 每年 纤维 素 产 量 占植 物 总 干重 的 ３． ％ 全球 ３３
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（ ｕ ｈ ｕ Ａ ａ ｅ ｆＡｇｉｕｔｒｌＳｉｎ ｅ ｎＪａ ｇｕ Ｐｏ ｉｃ Ｓ ｚｏ ｃ ｄ ｍｙｏ ｒｃ ｌ ａ ｃｅ ｃ ｓｉ ｉｎ ｓ ｒｖｎ ｅ，Ｓ ｚ ｏ １ １ ５，Ｃ ｉａ ｕ ｕ ｈ ｕ２ ５ ５ ｈｎ ）
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｉｈ —ｅ ｆｃｅ ｔａ ｔｂｌ ｅｌ ｌｓ ｔａ ｔ ｅ ｈｇ ｆｉｉ ｎ ｎｄ ｓａ ｅ ｃ ｌｕ ｏ ｅ— ｄ ｇａ ｎ ｃ ｏ ｉｌｆｏ ａ ｗａ ｂ ａｎ ｄ ｂ ｈ ｏ ｔｎ ｕ ｅｅ ｔｏ ｎ ｄ ｅ ｒ ｄｉｇ ｍｉｒ ｂａ ｒ ｓ ｏ ｔｉ ｅ ｙ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉｕｏ ｓ ｓ ｌｃｉ ｎ ａ ｄ ｏ— ｌ
江 西农业学报
２ １ ２ （ ） １６～１７ ０ ２， ３ ：５ ４ ５
Ａｃａ Ａｇ ｉｕ ｕ ａ ｉ ｎ ｘ ｔ ｒ ｈ ｒ ｅＪ ａ ｇ ｉ ｃ
纤维 素 降解 菌群 构 建及 其 降解 能 力 的初 步研 究
施林林 ， 严慧霞， 王海候， 陆长婴， 周新伟
（ 苏州市农业科学院， 江苏 苏州 ２ ５５ ） １ １５
ａ ｅｌ ｏ ｅ —ｄｅ ａ ｉ ｇ ａ ｉｉｙ Ｔｈ ｅ ｕｌｓｓ ｗｅ ｈａ ｈ ｅｌ ｏ ｅ— ｄ ｇ ａ ｉ ｇ ｃ ｍｍｕｎｔ ｅ ｆ ｓ ｎｄ ｒ ａ ｈｅ ｔｂｌ ｔｇ ｆｅ ｎｄ ｃ ｌ ｓ ｕｌ ｒ ｇ ｄｎ ｂｌ ． ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｈｏ ｄ ｔ ｔｔ ｅ ｃ ｌｕｌｓ ｅ ｄｎ ｏ ｒ ｉｙ ｇ ｗ ａ ｔａ ｅ ｃ ｄ ｓａ ｅ ｓａ ｅ ａｔ ｒ ｒ
７ ｄ ｙ ｕｔ ｒ ；ｔ ｅ ｃ ｌ ｌｓ ｎ ｙ ｃｉｉ ｆｃ ｌ ｌ ｓ ａ ｓ ｃ ｌ ｅ ｈ ｅｌ ｏ ｅ ｅ ｚ ｍｅ ａ ｔ ｔ ｏ ｅ ｌ ｏ ｅ—ｄ ｇ ａ ｉｇ ｍｉｒ ｂａ ｏａ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｆｏ ｔｅ １ ｔｄ ｙ ｔ ｈ ｔ ａ ，ａ ｄ ｉ ｕ ｕ ｖｙ ｕ ｅ ｄ ｎ ｃ ｏ ｉｌｆ ｒ ｎ ｒ ａ ｅ ｒｍ ｈ ａ ｏ ｔ ｅ７ ｈ ｄ ｙ ｎ ｔ ｒ ｌ ｓ
１ ６ 不 同初始 ｐ ． Ｈ值 对 纤维 素酶活 性和 培养 基 ｐ 值 的 Ｈ
９ｄ时各培养基 ｐ Ｈ值 已较为平稳 。含 Ｃ Ｃ— ａ Ｍ Ｎ 的培养
基ｐ Ｈ值 上升 最快 ， 棉花 的培养 基 ｐ 含 Ｈ值则上 升最 慢 。
影响
设 置初 始 培 养 液 ｐ 为 ４ ５ ６ 、、 、０ 培养业 科 学 院基 金 项 目（ ＺＪ１３ 。 苏 Ｓ Ｊ１０ ） 作 者简 介 ： 林 林 （９ ２ ）男 ， 苏通 州 人 ， 施 １８ 一 ， 江 助理 研 究 员 ， 事 农 业微 生 物 应 用研 究 。 从
３期
施林 林等 ： 纤维 素降解菌群构建及其降解能力 的初步研究