本文選題：纖維素分解菌　切入點：酶活測定　出處：《東北農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,隨著資源短缺和環(huán)境污染問題不斷加劇,秸稈纖維素作為可再生的生物質(zhì)資源,其處理和利用不僅關(guān)乎新能源的開發(fā),緩解全球能源短缺的現(xiàn)狀,同時也關(guān)系到農(nóng)村的生態(tài)保護(hù)以及新農(nóng)村建設(shè)。因此秸稈還田作為最環(huán)保、利用率最高的處理方式受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展,秸稈還田的方式也已經(jīng)發(fā)生改變,從傳統(tǒng)的焚燒、機(jī)械粉碎等方式逐漸傾向于向秸稈中投加纖維素類微生物菌劑,來促進(jìn)秸稈纖維素的腐解,此方法既不會造成環(huán)境污染,又能提高土壤的肥力,改良土壤結(jié)構(gòu)。目前已經(jīng)從土壤中篩選出的纖維素類微生物已經(jīng)有上千株,但總體來講,它們對秸稈的降解能力比較單一,降解效果一般。因此篩選高效的纖維素分解菌是降解秸稈纖維素的重中之重。本試驗基于獲得高效纖維素分解菌的目的,通過分離純化初步得到30株菌株,利用剛果紅染色法進(jìn)行初篩,共得到14株纖維素分解菌,采用濾紙條崩解試驗進(jìn)一步篩選,共得到5株效果較好的纖維素分解菌,利用秸稈和麩皮作為碳源,對篩選出來的5株菌株進(jìn)行連續(xù)5d的發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng),并每隔24h取樣,利用DNS顯色法測定其CMCase活力和FPA活力,最終確定4株纖維素優(yōu)勢分解菌,并分別命名為X-1,X-6,X-7和X-11,同時測定4株菌株的CMCase活力、FPA活力以及β-Gase活力,4株菌株的CMCase活力均較高,分別為71.17 U/m L,57.48 U/m L,65.96 U/m L和69.2 U/m L;FPA活力最低和最高的菌株分別為X-6和X-11,酶活分別可達(dá)到34.17 U/m L和53.41 U/m L;菌株X-11的β-Gase活力最高,為74.43 U/m L,而菌株X-7的β-Gase活力最低也可達(dá)到35.79 U/m L。綜合考慮,篩出的4株纖維素分解菌均具有較高的產(chǎn)酶能力。將該4株纖維素優(yōu)勢分解菌應(yīng)用于秸稈的固液態(tài)發(fā)酵,在為期30d發(fā)酵中,同自然狀態(tài)下進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵相比,其對秸稈的降解率分別提高了28.92%,30.40%,30.33%和37.99%;同自然狀態(tài)下進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵相比,其對秸稈的降解率分別提高了31.92%,40.15%,35.29%和39.98%,表明4株菌均具有相對高效的降解秸稈纖維素的能力。此外,以菌株X-11為例,用海藻酸鈉包埋法對其進(jìn)行固定化,通過正交試驗確定包埋劑的濃度為5%、固定劑的濃度為5%、包埋劑與菌液比為2:1以及交聯(lián)時間為24 h時,制備的固定化菌體小球質(zhì)量最佳。并根據(jù)Logistic方程和Luedeking-Piret方程,利用Origin8.0軟件,構(gòu)建了固定化菌體X-11的動力學(xué)模型,為探索固定化微生物在降解纖維素領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。經(jīng)過對4株高效纖維素分解菌進(jìn)行分子鑒定,根據(jù)16Sr DNA序列比對結(jié)果發(fā)現(xiàn),菌株X-1,X-7和X-11均為糞產(chǎn)堿桿菌;菌株X-6屬于解糖假蒼白桿菌。由于該菌屬應(yīng)用于降解纖維素領(lǐng)域的研究較少,本研究的結(jié)論為該菌屬在此類應(yīng)用上的后續(xù)研究提供了一定的理論依據(jù)和實際意義。
[Abstract]:In recent years, with the shortage of resources and the increasing problems of environmental pollution, straw cellulose as a renewable biomass resources, its processing and utilization is not only related to the development of the new energy, to alleviate the current situation of global energy shortage, but also related to the ecological protection in rural areas and new rural construction. So the straw as the most environmentally friendly, the utilization rate of treatment the highest attention of researchers at home and abroad. With the development of molecular biology, the straw has changed from the traditional way of burning, mechanical crushing gradually tend to straw cellulose adding microbial agents, to promote the straw cellulose decomposition, this method not only will not cause environmental pollution. It can improve the soil fertility, improve soil microbial structure. The cellulose has been screened from soil has thousands of lines, but generally speaking They, on the degradation of straw degradation ability is relatively simple, general effect. So the screening of high efficient cellulose decomposing bacteria is the priority among priorities. Straw cellulose degrading the efficient cellulose decomposing bacteria on 30 strains were obtained by the separation and purification, were screened using Congo red staining method, 14 strains of cellulose decomposing bacteria are common, with the collapse of filter test further screening, 5 strains of cellulose decomposing bacteria better effect can be obtained, using straw and wheat bran as carbon source for screening out of 5 strains of 5D continuous fermentation culture, and every 24h sampling, to determine the CMCase activity and FPA activity by DNS colorimetric method finally, we selected 4 strains of cellulose decomposing bacteria advantage, and were named as X-1, X-6, X-7 and X-11, the simultaneous determination of 4 strains of CMCase activity, FPA activity and beta -Gase activity, 4 strains of CMCase activity were higher, U/m were 71.17 L, 57.48 U/m L, 65.96 U/m L and 69.2 U/m L; the activity of FPA in the lowest and highest strains were X-6 and X-11 respectively, the enzyme activity can reach 34.17 U/m L and 53.41 U/m L; strain X-11 beta -Gase activity is the highest, 74.43 U/m L, and strain X-7 beta -Gase activity the minimum can be reached 35.79 U/m L. considering the enzyme production capacity of the screened 4 strains of cellulose decomposing bacteria were high. The liquid and solid fermentation of 4 strains of cellulose decomposing bacteria used in the advantages of straw, in a 30d fermentation, with the natural state of solid state fermentation, the degradation rate of straw respectively. Increased by 28.92%, 30.40%, 30.33% and 37.99%; with the natural state of liquid fermentation, the degradation rate of straw were increased by 31.92%, 40.15%, 35.29% and 39.98%, showed that 4 strains with degradation of straw cellulose with relatively high efficiency ability. In addition, the strain X-11 as an example, It was immobilized on sodium alginate embedding method, through orthogonal test to determine the concentration of embedding agent is 5%, the concentration of fixing agent 5%, embedding agent and bacteria liquid ratio 2:1 and reaction time is 24 h, the preparation of immobilized cell beads of the best quality. And according to the Logistic equation and Luedeking-Piret equation using Origin8.0 software, constructs dynamic model of immobilized bacteria X-11, and provides a theoretical basis for the application of immobilized microorganisms in cellulose degradation field. After 4 strains of cellulose decomposing bacteria, molecular identification, according to the 16Sr DNA sequence alignment results showed that strains X-1, X-7 and X-11 were Alcaligenes faecalis strain X-6; belong to the sugar solution. Because of the false Ochrobactrum sp. used in cellulose degradation area is less, the conclusion of this study provides certain theory basis for further research and the bacteria in such application. Practical significance.

【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X712;X172

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本文編號：1578199