發(fā)布時間：2018-05-05 03:15

  本文選題：小麥秸稈 + 復合菌群　； 參考：《西北農林科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：農作物秸稈是一種具有多用途的可再生生物質資源,利用微生物分解這些木質纖維素原料是資源化利用的有效途徑。目前,人們已經報道了許多木質纖維素降解菌,但單一菌株存在酶系組成單一、木質纖維素降解效率低等問題。采用限制性培養(yǎng)方法篩選構建的復合菌群,不同菌在群落中各司其職,相互協作,具有較高的木質纖維素降解能力。本研究從秦嶺山區(qū)采集9個不同林地土壤樣品,以秸稈分解率、羧甲基纖維素酶(CMCase)活力及木聚糖酶活力為指標篩選出一份木質纖維素分解能力較強的冷杉林地土壤樣品(QLI),以該土壤樣品為接種物,小麥秸稈為碳源,連續(xù)繼代培養(yǎng),構建了一組穩(wěn)定高效小麥秸稈分解復合菌群FWD1,并對其分解特性及其微生物群落組成進行研究。主要取得了以下研究成果:1、高效穩(wěn)定小麥秸稈降解復合菌群FWD1的構建測定所采集的9份土壤樣品原始及富集培養(yǎng)4d、8d、12d、16d的CMCase活力、木聚糖酶活力和第16d小麥秸稈失重量,結果表明,冷杉林地土壤樣品(QLI)具有最高的CMCase活力和秸稈降解率,以其為接種物,小麥秸稈為碳源,連續(xù)繼代培養(yǎng),馴化構建復合菌群。不同代數培養(yǎng)物對小麥秸稈降解能力的變化結果表明,從第9代培養(yǎng)物開始,小麥秸稈失重率均在70%左右,彼此之間沒有太大差異;PCR-DGGE結果也表明,從第9代培養(yǎng)物開始,主要細菌組成條帶和位置沒有太大變化,微生物群落組成穩(wěn)定。從第9代開始,獲得了穩(wěn)定高效小麥秸稈降解復合菌群FWD1,該菌群對小麥秸稈的降解率達到76.92%。2、小麥秸稈降解復合菌群FWD1的降解特性與實驗室篩選的其他3組復合菌群A、B、C相比,復合菌群FWD1具有最高的CMCase酶活(79.64U)、濾紙酶活(75.74U)、木聚糖酶活(1100U)和秸稈降解率(75.22%)。氣相色譜法測定FWD1的小麥秸稈降解液組分,結果表明,代謝產物主要為乙酸、丙酸、丁酸和乙醇。乙酸濃度呈現出先升高后降低,再升高的趨勢。在發(fā)酵l d時,乙酸的含量為140.14 mg·L-1,3 d時就達到了最大值655.54 mg·L-1。而乙醇、丙酸和丁酸分別在1 d、3 d和7 d時達到最大值18.87 mg·L-1、127.17 mg·L-1和27.47 mg·L-1。此外,FWD1還能降解玉米秸稈、濾紙和脫脂棉,7d內降解率分別為52.34%、10%和2.47%。DGGE結果表明,FWD1在降解小麥秸稈、玉米秸稈、濾紙和脫脂棉過程中,各泳道既有一些公共條帶,還有一些特殊條帶,但公共條帶亮度各不相同。此外,隨著培養(yǎng)時間的延長,各樣品的Shannon指數和豐富度指數整體上都呈先增大后減小的趨勢。3、復合菌群FWD1微生物群落組成利用第二代高通量測序技術對復合菌群和菌種來源土壤樣品的細菌組成進行分析,結果表明FWD1中主要含有變形菌門、厚壁菌門和擬桿菌門,分別占細菌總量的67.41%、19.25%和13.34%。在種分類水平上,Clostridium sp.BNL1100,uncultured Alcaligenes sp.,uncultured Alcaligenaceae bacterium和Brevundimonas diminuta為優(yōu)勢菌,分別占細菌總量的11.80%,10.30%,6.70%和3.60%。通過連續(xù)繼代培養(yǎng),富集了變形菌門和厚壁菌門,更細化分類水平上,富集了以Clostridium sp.BNL1100為主的纖維素降解菌,比例從0.01%上升到11.80%。
[Abstract]:Crop straw is a renewable biomass resource with multipurpose use. The use of microbes to decompose these lignocellulosic materials is an effective way of resource utilization. At present, a number of lignocellulosic degrading bacteria have been reported, but single strains have a single enzyme system and low degradation efficiency of lignocellulose. In this study, 9 different woodland soil samples were collected from the Qinling Mountains mountain area, and a sample of wood was selected from the Qinling Mountains mountain area to select the straw decomposition rate, the carboxymethyl cellulase (CMCase) activity and the xylanase activity as the index. The soil samples of fir woodland (QLI) with strong qualitative cellulose decomposing ability, with the soil sample as inoculant, wheat straw as carbon source and continuous subculture, a group of stable and efficient wheat straw decomposition compound bacteria group FWD1 was constructed, and its decomposition characteristics and microbial community composition were studied. The main achievements are as follows: 1, high The construction and determination of the stable wheat straw degraded compound bacteria group FWD1, 9 samples of soil samples were collected and cultured for 4D, 8D, 12D, 16d, CMCase vitality, xylanase activity and 16d wheat straw weight loss. The results showed that the soil samples (QLI) had the highest CMCase vitality and straw degradation rate, which was the inoculant and wheat. Straw is a carbon source, continuous subculture and domestication to construct complex bacteria groups. The results of the change of wheat straw degradation ability of different algebraic cultures show that the weight loss rate of wheat straw is around 70% from the ninth generation of culture, and the PCR-DGGE results also show that the main bacteria are composed of the main bacteria from the ninth generation of culture. The microbial community composition was stable and the location of the microbial community was stable. From the ninth generation, the stable and efficient wheat straw degradation compound bacteria group FWD1 was obtained. The degradation rate of the wheat straw was 76.92%.2. The degradation characteristics of the wheat straw degraded compound bacteria group FWD1 were compared with the other 3 groups of compound bacteria, B, C, FWD, FWD, and the compound bacterial group FWD. 1 had the highest CMCase enzyme activity (79.64U), filter paper enzyme activity (75.74U), xylanase activity (1100U) and straw degradation rate (75.22%). Gas chromatography was used to determine the component of wheat straw degradation solution in FWD1. The results showed that the metabolites were mainly acetic acid, propionic acid, butyric acid and ethanol. The concentration of acetic acid first increased and then decreased and then increased. In the fermentation of L D When the content of acetic acid is 140.14 mg. L-1,3 D, it reaches the maximum value of 655.54 mg. L-1. and ethanol, propionic acid and butyric acid at 1 D, 3 D and 7 d, respectively, reaching the maximum value 18.87 mg L-1127.17 mg, L-1 and 27.47 vegetables. The degradation rate of corn straw, filter paper and skimmed cotton can be 52.34%, 10% and the result table respectively. In the process of degradation of wheat straw, corn straw, filter paper and skimmed cotton, FWD1 has some public strips and some special strips, but the brightness of the common strip is different. In addition, with the prolongation of the culture time, the Shannon index and the richness index of the samples are increasing first and then decreasing, and the compound flora is.3. The microbial community composition of FWD1 microbial community used second generation high-throughput sequencing technology to analyze the composition of bacteria in the composite bacteria group and the soil samples from the strain source. The results showed that FWD1 mainly contained deformable bacteria gate, thick wall bacteria gate and bacteriobacteria, which accounted for 67.41% of the total bacterial total, 19.25% and 13.34%. at the species classification level, Clostridium sp.BNL1100, Uncu. Ltured Alcaligenes sp., uncultured Alcaligenaceae bacterium and Brevundimonas diminuta were the dominant bacteria, which accounted for 11.80%, 10.30%, 6.70% and 3.60%. of the total bacteria, enriched the deformable bacteria gate and the thicker wall, and enriched the cellulose degrading bacteria based on Clostridium sp.BNL1100 on the more detailed classification level. The proportion rose from 0.01% to 11.80%.

【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X172;X712

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 馬永清，毛仁釗，劉孟雨，劉小京，張玉銘;小麥秸稈的生化他感效應[J];生態(tài)學雜志;1993年05期

2 田萍;王浩菊;馬齊;陳坤奇;周婷;;纖維素酶降解小麥秸稈最適條件的研究及其動力學分析[J];氨基酸和生物資源;2012年02期

3 張利,張清東,劉世貴,漆玉邦;利用丙酸降解小麥秸稈的研究[J];四川大學學報(自然科學版);2001年03期

4 董玉玲;朱萬斌;郭鵬;王小芬;張利莉;崔宗均;;一組小麥秸稈好氧分解菌系的構建及組成多樣性[J];環(huán)境科學;2010年01期

5 蔣斌;;楚州區(qū)小麥秸稈資源調查與分析[J];安徽農學通報(上半月刊);2010年11期

6 龔志蓮;李勇;陳鈺;龔正君;;改性小麥秸稈吸附Cu~(2+)的動力學和熱力學研究[J];地球與環(huán)境;2014年04期

7 蔣靜艷;胡正華;牛傳坡;;UV-B輻射增強對小麥秸稈化學成分及其施用后土壤N_2O排放的影響[J];應用生態(tài)學報;2010年10期

8 李娜;張英;王彩萍;張桂臻;張洪林;;微量量熱法研究預處理對小麥秸稈酶降解反應的影響[J];曲阜師范大學學報(自然科學版);2006年01期

9 ; 麥秸撿拾機[J];世界發(fā)明;2002年09期

10 ;[J];;年期

相關會議論文 前7條

1 史衍法;卜召成;;做好小麥秸稈綜合利用工作 服務社會主義新農村建設[A];《依靠科技進步 推進魯南經濟帶規(guī)劃建設和中華文化標志城規(guī)劃建設》學術研討成果選編[C];2008年

2 顧志權;;小麥秸稈自然高效還田利用技術研究[A];循環(huán)農業(yè)與新農村建設——2006年中國農學會學術年會論文集[C];2006年

3 劉長銀;;小麥秸稈禁燒存在的問題與綜合利用對策淺析[A];山東省農業(yè)資源與環(huán)境保護優(yōu)秀論文集（2004—2006）[C];2007年

4 王俊友;呂黃珍;燕曉輝;汪雄偉;陳月鋒;;國外玉米和小麥秸稈收集裝備發(fā)展及啟示[A];走中國特色農業(yè)機械化道路——中國農業(yè)機械學會2008年學術年會論文集（上冊）[C];2008年

5 于建光;顧元;常志州;;小麥秸稈浸提液和腐解液對水稻的化感效應[A];面向未來的土壤科學（上冊）——中國土壤學會第十二次全國會員代表大會暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學術交流研討會論文集[C];2012年

6 王寶鳳;韓少華;張進軍;;離子液體作用下生物質在亞臨界水中的液化行為[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第28分會：綠色化學[C];2014年

7 孟憲平;尹貽龍;;發(fā)展秸稈經濟 促進農民增收——對鄒城市利用小麥秸稈種養(yǎng)食用菌的調查[A];全國農作物秸稈綜合利用學術研討會論文集[C];2004年

相關重要報紙文章 前10條

1 石順民;河南新蔡縣小麥秸稈實現有效處理[N];人民政協報;2005年

2 記者 胡惠玲 通訊員 李國強 王峰;任縣小麥秸稈搶手[N];河北經濟日報;2007年

3 通訊員 岳海通邋石華康 記者 劉興華;武邑30萬畝小麥秸稈變鈔票[N];河北經濟日報;2007年

4 岳海通 石華康;武邑小麥秸稈成了“寶貝”[N];衡水日報;2007年

5 張建華;沾化：委員提案讓小麥秸稈變成“香餑餑”[N];聯合日報;2007年

6 記者 馬珉璐;我市多措并舉推進小麥秸稈綜合利用[N];廊坊日報;2008年

7 高科;小麥秸稈巧利用[N];河南科技報;2004年

8 任浩君;清苑縣小麥秸稈成了搶手貨[N];保定日報;2006年

9 通訊員 岳海通邋石楠 記者 劉興華;兩地合作凈環(huán)境促增收[N];河北經濟日報;2007年

10 趙石星邋王超 姬中志;小麥秸稈走俏晉州[N];石家莊日報;2007年

相關博士學位論文 前1條

1 時連輝;幾種農業(yè)廢棄物堆腐基質理化特性及在園林覆蓋和栽培上的應用[D];山東農業(yè)大學;2008年

相關碩士學位論文 前10條

1 姜海天;小麥秸稈表面功能化改性對淀粉塑料性能的影響[D];南京林業(yè)大學;2015年

2 趙聽;小麥秸稈降解復合菌群FWD1的構建、降解特性及其微生物群落組成研究[D];西北農林科技大學;2015年

3 潘剛偉;小麥秸稈纖維及其復合材料的制備與性能研究[D];江南大學;2012年

4 王雪雅;小麥秸稈降解發(fā)酵工藝的研究[D];河南科技大學;2013年

5 蔣韜;小麥秸稈往復式切割試驗臺的設計與試驗[D];山東農業(yè)大學;2014年

6 吳艷萍;鏈霉菌接種對小麥秸稈腐解過程影響的研究[D];西北農林科技大學;2009年

7 曾宇;施用腐熟小麥秸稈對烤煙根土系統(tǒng)及煙葉產量和質量的影響[D];河南農業(yè)大學;2014年

8 劉濤;麥稈堆腐基質理化特性、酶活性變化及穴盤育苗的應用[D];西北農林科技大學;2012年

9 韓雪;炭化小麥秸稈對水中離子銨的吸附性能研究[D];蘭州理工大學;2012年

10 劉海靜;小麥秸稈高效降解菌的篩選及應用效果研究[D];中國農業(yè)科學院;2012年

，

本文編號：1845937