纖維素類(lèi)生物質(zhì)資源是自然界中最豐富的可再生資源之一,纖維素資源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)于解決當(dāng)前環(huán)境污染、能源危機(jī)和糧食短缺等世界性難題具有重要的意義。為進(jìn)一步增加纖維素生物質(zhì)的分解效率,獲得更多的纖維素降解菌資源,因此,開(kāi)展了纖維素降解菌篩選的研究。本研究首先建立了高通量纖維素降解菌的篩選方法�；趥鹘y(tǒng)的纖維素降解菌篩選原理,以24孔板和96孔板作為載體減小體系和增加篩選通量,結(jié)合剛果紅培養(yǎng)基的鑒別作用,以及酶標(biāo)儀批量采集數(shù)據(jù)的功能,建立了一套微量、靈敏、快速的高通量篩選方法,并對(duì)該方法的培養(yǎng)體系及檢測(cè)體系進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)24孔深孔板的裝液量為2.5mL,培養(yǎng)時(shí)間為48h時(shí),微生物的生長(zhǎng)效果最好。當(dāng)酶標(biāo)儀的檢測(cè)波長(zhǎng)為500nm,96孔板中DNS添加量為120μL時(shí),檢測(cè)體系的準(zhǔn)確性最佳�；诒狙芯拷⒌母咄亢Y選方法,從牛糞中初篩得到9株纖維素降解菌。24孔板發(fā)酵復(fù)篩后,選取纖維素酶高產(chǎn)菌C-7進(jìn)一步研究。菌株C-7為革蘭氏陽(yáng)性短桿菌,大小約為1.5~2μm×0.5μm。初步鑒定為Aneurinibacillus sp.strain N8。對(duì)其產(chǎn)酶條件進(jìn)行優(yōu)化。在初始pH為9,55°C搖瓶培養(yǎng)120h時(shí)能夠表現(xiàn)出最大的產(chǎn)酶活性,此時(shí)CMCase活力和FPase活力分別為1.68U/mL和0.91U/mL。以土壤、牛糞、牛瘤胃液作為篩選源,在厭氧條件下,經(jīng)長(zhǎng)期富集、馴化培養(yǎng)獲得具有高效降解纖維素功能的復(fù)合菌系H1。該復(fù)合菌系5天濾紙纖維素降解率可達(dá)89%,在不同培養(yǎng)代數(shù)、不同接種量和不同濃度底物培養(yǎng)時(shí)均能對(duì)濾紙纖維素保持較高的降解量。對(duì)玉米秸稈、水稻秸稈的降解率最高可達(dá)61.5%和56.4%。H1的發(fā)酵的產(chǎn)物主要為丁酸和乙酸,且發(fā)酵過(guò)程中可以產(chǎn)生一定量的H_2。分別以0.5%的濾紙、玉米秸稈和水稻秸稈為底物發(fā)酵7天,乙酸的產(chǎn)量分別為1566mg/L、923 mg/L和740 mg/L左右。丁酸的產(chǎn)量分別為2600mg/L、1323mg/L和986mg/L左右。H_2積累量分別為32ml、9.6mL和5mL左右,約占總產(chǎn)氣量的23%、15%和12%左右。在不斷富集培養(yǎng)的過(guò)程中,復(fù)合菌系H1中微生種類(lèi)和比例組成趨于穩(wěn)定。對(duì)復(fù)合菌系進(jìn)行高通量測(cè)序,發(fā)現(xiàn)梭菌為主要的優(yōu)勢(shì)菌種,主要功能為纖維素的降解及產(chǎn)氫,其次含有一部分桿狀菌,主要作用為產(chǎn)酸。
【學(xué)位單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：X172;X71
【部分圖文】：

2.2.2 高通量測(cè)序?yàn)榱丝焖俅_定采集到的樣品是否含有纖維素降解菌，將采集到的樣品進(jìn)行了高通量測(cè)序，通過(guò)分析其中的細(xì)菌種群分類(lèi)和限制性培養(yǎng)的結(jié)果相結(jié)合，對(duì)采集到的樣品有個(gè)初步的篩選，以便更快的篩選到高效纖維素降解菌株。對(duì)測(cè)得序列進(jìn)行生物信息學(xué)分析包括進(jìn)行質(zhì)量控制，去除前后引物和條形碼得到有效序列, 將所有樣本序列按照序列間的距離進(jìn)行聚類(lèi)，后根據(jù)序列之間的相似性將序列分成不同的操作分類(lèi)單元 （OUT）。通常在 97%的相似水平下的 OTU 進(jìn)行生物信息統(tǒng)計(jì)分析。為了得到每個(gè) OTU 對(duì)應(yīng)的物種分類(lèi)信息,需要對(duì) OTU 進(jìn)行物種分類(lèi)，采用兩種分類(lèi)方式：RDP classifier 和 Blast。

樣本CNWY物種豐度餅

樣本GFZ物種豐度餅

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2810962