堆肥化作為一種有效處理農(nóng)業(yè)廢物的方法已經(jīng)得到廣泛的利用，堆肥化過程中有機質(zhì)是靠堆肥過程中細菌、真菌、放線菌的共同作用來完成。堆肥過程中的微生物組成與堆肥過程中的有機質(zhì)相互影響，相互作用，成為影響堆肥進程的重要因素。木質(zhì)纖維素是農(nóng)業(yè)有機廢物中的主要難降解有機廢物，木質(zhì)素由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易水解，并且細胞壁中的纖維素和半纖維素受到木質(zhì)素的保護，以及木質(zhì)素是腐殖質(zhì)的前體物質(zhì)，因此木質(zhì)素的生物降解成為堆肥過程的限速環(huán)節(jié)。漆酶是木質(zhì)素降解的三大功能酶之一，可以有效的催化氧化各種酚類以及非酚類底物，并在堆肥木質(zhì)素生物降解以及腐熟進程中發(fā)揮重要作用。本研究利用典型農(nóng)業(yè)廢物以及森林表層土壤對農(nóng)業(yè)廢物堆肥進行模擬，采用含有愈創(chuàng)木酚以及放線酮抗生素的篩選培養(yǎng)基，從堆肥高溫期第4天樣品中分離得到一株高產(chǎn)漆酶菌株C1，對其鑒定，分析其產(chǎn)酶特性以及環(huán)境有機染料的降解。結(jié)果表明，通過對菌株的培養(yǎng)特征，形態(tài)特征顯微鏡觀察以及16Sr RNA序列分析，該菌株鑒定為鏈霉菌，命名為Streptomyces sp. C1。對Streptomycessp. C1液體發(fā)酵所產(chǎn)的漆酶SCLAC經(jīng)過膜過濾、硫酸銨沉淀、DEAE-5... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

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摘要
Abstract
插圖索引
附表索引
第1章 緒論
    1.1 有機廢物堆肥化及研究進展
        1.1.1 堆肥化概述
        1.1.2 堆肥化基本原理
        1.1.3 堆肥影響因素
    1.2 堆肥中木質(zhì)纖維素降解功能微生物及其作用機理
        1.2.1 天然木質(zhì)素纖維素的結(jié)構(gòu)與降解
        1.2.2 堆肥過程中木質(zhì)素降解的重要性
        1.2.3 堆肥中木質(zhì)素降解微生物種類
        1.2.4 木質(zhì)素降解微生物酶系
    1.3 漆酶簡介
        1.3.1 漆酶的分布
        1.3.2 漆酶的理化性質(zhì)
        1.3.3 漆酶的底物非特異性
        1.3.4 漆酶的結(jié)構(gòu)描述與催化氧化機制
        1.3.5 基于分子生物學的漆酶基因多樣性及微生物群落結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.3.6 漆酶的應(yīng)用
    1.4 本文結(jié)構(gòu)與主要內(nèi)容
        1.4.1 研究依據(jù)與思路
        1.4.2 研究內(nèi)容
第2章 農(nóng)業(yè)廢物堆肥中分離的新菌株 Streptomyces sp. C1 產(chǎn)漆酶特性研究
    2.1 實驗材料與設(shè)備
        2.1.1 實驗材料與處理
        2.1.2 主要試劑及配方
        2.1.3 培養(yǎng)基
        2.1.4 主要儀器設(shè)備
    2.2 分析方法
        2.2.1 取樣方法
        2.2.2 產(chǎn)漆酶細菌篩選
        2.2.3 產(chǎn)漆酶菌株的鑒定
        2.2.4 漆酶的純化
        2.2.5 漆酶酶活的測定以及蛋白質(zhì)濃度的測定
        2.2.6 SDS-PAGE 凝膠電泳以及 N 端氨基酸序列測定
        2.2.7 漆酶特性研究
        2.2.8 漆酶染料降解研究
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 菌株的篩選
        2.3.2 菌株的鑒定
        2.3.3 漆酶的純化
        2.3.4 漆酶特性研究結(jié)果
        2.3.5 漆酶 SCLAC 的染料降解研究
    2.4 本章小結(jié)
第3章 殘余碳化學與農(nóng)業(yè)固體廢物堆肥期間微生物群落結(jié)構(gòu)關(guān)系研究
    3.1 材料與設(shè)備
        3.1.1 實驗設(shè)備
        3.1.2 實驗試劑
        3.1.3 堆肥材料與取樣
    3.2 分析方法
        3.2.1 理化參數(shù)測定
        3.2.2 木質(zhì)纖維素含量測定
        3.2.3 固體13C-NMR 光譜分析
        3.2.4 堆肥樣品總 DNA 提取
        3.2.5 細菌與真菌 PCR
        3.2.6 變性梯度凝膠電泳（DGGE）
        3.2.7 數(shù)據(jù)分析方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 堆肥化過程理化參數(shù)變化
        3.3.2 堆肥期的 13C-NMR 固體核磁共振分析
        3.3.3 堆肥期間木質(zhì)纖維素分析
        3.3.4 堆肥樣品總 DNA 提取
        3.3.5 細菌和真菌 PCR
        3.3.6 細菌以及真菌 DGGE 指紋圖譜
        3.3.7 環(huán)境因子與物種數(shù)據(jù)的冗余分析
        3.3.8 基于 RDA 多元分析的手動選擇和方差分離分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 鏈霉菌 two-domain 漆酶基因的多樣性及其潛在木質(zhì)素降解功能研究
    4.1 材料與設(shè)備
        4.1.1 樣品
        4.1.2 菌株和質(zhì)粒
        4.1.3 實驗設(shè)備
        4.1.4 實驗試劑
        4.1.5 培養(yǎng)基及緩沖溶液
    4.2 分析方法
        4.2.1 理化參數(shù)測定
        4.2.2 木質(zhì)纖維素含量測定
        4.2.3 酚氧化酶活的測定
        4.2.4 鏈霉菌 two-domain 漆酶基因特異性引物的設(shè)計
        4.2.5 Cu2SF/Cu2SR 的引物驗證
        4.2.6 堆肥樣品基因組總 DNA 的提取、純化與 PCR 分析
        4.2.7 克隆文庫( clone library )的構(gòu)建
        4.2.8 實時熒光定量 PCR (Quantitative PCR)
        4.2.9 序列分析以及系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 堆肥化過程描述
        4.3.2 木質(zhì)纖維素降解率
        4.3.3 Cu2SF/Cu2SR 的引物驗證
        4.3.4 鏈霉菌 two-domain 漆酶基因定量分析以及酚氧化酶活
        4.3.5 鏈霉菌 two-domain 漆酶基因多樣性分析
        4.3.6 鏈霉菌 two-domain 漆酶基因序列進化樹分析
        4.3.7 鏈霉菌 two-domain 漆酶基因的數(shù)量與酚氧化酶活相關(guān)性研究
        4.3.8 鏈霉菌 two-domain 漆酶基因的數(shù)量與木質(zhì)纖維素降解相關(guān)性研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 農(nóng)業(yè)廢物堆肥產(chǎn)漆酶細菌種群變化特征及對基質(zhì)條件變化的響應(yīng)
    5.1 材料與設(shè)備
        5.1.1 堆肥及堆肥樣品采集
        5.1.2 菌株和質(zhì)粒
        5.1.3 實驗設(shè)備
        5.1.4 實驗試劑
        5.1.5 培養(yǎng)基及緩沖溶液
    5.2 分析方法
        5.2.1 理化參數(shù)測定
        5.2.2 木質(zhì)纖維素含量測定
        5.2.3 酚氧化酶活的測定
        5.2.4 堆肥樣品基因組總 DNA 的提取、純化與 PCR 分析
        5.2.5 克隆文庫( Clone library )的構(gòu)建
        5.2.6 實時熒光定量 PCR (Quantitative PCR)
        5.2.7 數(shù)據(jù)分析
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 堆肥期間的理化參數(shù)及腐殖質(zhì)物質(zhì)變化動態(tài)
        5.3.2 細菌漆酶基因數(shù)量以及酚氧化酶活相關(guān)性研究
        5.3.3 細菌漆酶基因系統(tǒng)發(fā)育樹分析
        5.3.4 堆肥期間細菌漆酶基因的分布動態(tài)變化
        5.3.5 堆肥期間環(huán)境因子變化與細菌漆酶種群結(jié)果變化相關(guān)性分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄A 攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
附錄B 攻讀學位期間申請的發(fā)明專利
附錄C 攻讀學位期間參與的研究課題
致謝



本文編號：3316796