農(nóng)作物秸稈中木質(zhì)纖維素含量約占80%,是一種重要的生物質(zhì)資源,但其綜合利用水平亟待提升。如何高效轉(zhuǎn)化和利用秸稈資源受到研究者們的廣泛關(guān)注。基于糖平臺的生物煉制技術(shù)是木質(zhì)纖維素原料資源化利用的有效途徑之一。生物質(zhì)中的木質(zhì)素是纖維素酶水解的天然抗性屏障,是影響酶促反應(yīng)高效進行的因素之一。如何安全、有效,最大程度地去除木質(zhì)素成為研究的熱點。微生物法以其強木質(zhì)素降解能力及綠色環(huán)保的優(yōu)勢在工業(yè)化生產(chǎn)中具有一定的應(yīng)用潛力。在這一過程中,篩選出木質(zhì)素降解效果好、產(chǎn)酶活性高的菌株是開發(fā)利用秸稈資源的關(guān)鍵。本研究以玉米秸稈為原料,從自然界中篩選對木質(zhì)素具有優(yōu)良降解性能的菌株,對玉米秸稈進行預(yù)處理以降低木質(zhì)纖維素的酶解抗性屏障,系統(tǒng)評價目的菌株對玉米秸稈的降解效果,并通過選育誘變及發(fā)酵條件的優(yōu)化提高目的菌株對玉米秸稈中木質(zhì)素的降解能力;采用高通量測序技術(shù)和生物信息學(xué)分析,探索木質(zhì)素降解相關(guān)的關(guān)鍵酶基因的功能,揭示相關(guān)基因的表達(dá)活動規(guī)律,探討目的菌株對玉米秸稈酶解增效作用的機制。為微生物轉(zhuǎn)化玉米秸稈的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ),促進玉米秸稈綜合利用水平的提升。主要研究結(jié)果如下:（1）以堿木質(zhì)素為唯一碳源定量篩選... 

【文章來源】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 秸稈資源與利用現(xiàn)狀
        1.1.1 玉米秸稈的綜合利用現(xiàn)狀
        1.1.2 玉米秸稈的成分與結(jié)構(gòu)
        1.1.3 玉米秸稈的生物煉制
    1.2 玉米秸稈預(yù)處理研究進展
        1.2.1 玉米秸稈預(yù)處理技術(shù)
        1.2.2 木質(zhì)素生物降解酶系概述
    1.3 疣孢漆斑菌研究進展
        1.3.1 疣孢漆斑菌概述
        1.3.2 疣孢漆斑菌及其酶系應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.4 菌種選育研究概述
        1.4.1 誘變育種技術(shù)簡介
        1.4.2 ARTP誘變系統(tǒng)在微生物誘變育種中的應(yīng)用
    1.5 功能基因組學(xué)研究概述
        1.5.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究進展
        1.5.2 降解木質(zhì)纖維素真菌功能基因組學(xué)研究進展
    1.6 課題研究目的與意義
    1.7 研究的主要內(nèi)容
    1.8 技術(shù)路線
第二章 木質(zhì)素降解菌的篩選及對玉米秸稈降解效果評價
    2.1 實驗材料與儀器
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗試劑
        2.1.3 實驗儀器
        2.1.4 培養(yǎng)基
    2.2 實驗方法
        2.2.1 木質(zhì)素降解菌的分離
        2.2.2 木質(zhì)素降解菌的篩選
        2.2.3 木質(zhì)素降解菌固態(tài)發(fā)酵玉米秸稈
        2.2.4 粗酶液提取及酶活力測定
        2.2.5 目的菌株鑒定
        2.2.6 疣孢漆斑菌生長特性分析
        2.2.7 玉米秸稈成分分析
        2.2.8 玉米秸稈結(jié)構(gòu)分析
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 菌株分離
        2.3.2 菌株的篩選
        2.3.3 木質(zhì)素降解菌預(yù)處理玉米秸稈后酶解糖化效率分析
        2.3.4 木質(zhì)素降解菌發(fā)酵玉米秸稈酶活力測定
        2.3.5 目的菌株生物學(xué)測定
        2.3.6 疣孢漆斑菌的生長狀況
        2.3.7 疣孢漆斑菌發(fā)酵玉米秸稈過程中產(chǎn)酶歷程分析
        2.3.8 疣孢漆斑菌預(yù)處理對玉米秸稈成分的影響
        2.3.9 疣孢漆斑菌預(yù)處理對玉米秸稈表觀結(jié)構(gòu)的影響
        2.3.10 疣孢漆斑菌預(yù)處理對玉米秸稈結(jié)晶度的影響
        2.3.11 疣孢漆斑菌預(yù)處理對玉米秸稈化學(xué)基團的影響
        2.3.12 木質(zhì)素降解產(chǎn)物分析
    2.4 討論
    2.5 小結(jié)
第三章 疣孢漆斑菌對玉米秸稈木質(zhì)素降解及纖維素轉(zhuǎn)化作用研究
    3.1 實驗材料與儀器
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 實驗試劑
        3.1.3 實驗儀器
    3.2 實驗方法
        3.2.1 常壓室溫等離子體(ARTP)誘變
        3.2.2 疣孢漆斑菌致死率測定
        3.2.3 高通量篩選突變株
        3.2.4 正向突變株遺傳穩(wěn)定性測定
        3.2.5 野生型菌株與突變株對玉米秸稈木質(zhì)素降解效果分析
        3.2.6 單因素實驗優(yōu)化玉米秸稈木質(zhì)素降解條件
        3.2.7 響應(yīng)面法優(yōu)化玉米秸稈木質(zhì)素降解條件
        3.2.8 疣孢漆斑菌預(yù)處理玉米秸稈
        3.2.9 玉米秸稈再生工藝篩選
        3.2.10 不同化學(xué)方法預(yù)處理玉米秸稈
        3.2.11 玉米秸稈纖維素轉(zhuǎn)化率測定
        3.2.12 物料衡算
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 疣孢漆斑菌致死率曲線
        3.3.2 疣孢漆斑菌突變株的篩選
        3.3.3 正向突變株遺傳穩(wěn)定性
        3.3.4 野生型菌株與突變株T0701木質(zhì)素降解能力分析
        3.3.5 突變株T0701降解玉米秸稈木質(zhì)素條件優(yōu)化
        3.3.6 疣孢漆斑菌預(yù)處理后玉米秸稈纖維素轉(zhuǎn)化率測定
        3.3.7 疣孢漆斑菌預(yù)處理與其他方法預(yù)處理比較分析
        3.3.8 兩步法預(yù)處理后玉米秸稈纖維素轉(zhuǎn)化率分析
        3.3.9 兩步法預(yù)處理對玉米秸稈成分的影響
        3.3.10 兩步法預(yù)處理對玉米秸稈表觀結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.11 兩步法預(yù)處理對玉米秸稈化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.12 物料衡算
    3.4 討論
    3.5 小結(jié)
第四章 疣孢漆斑菌酶解增效作用機理初步研究
    4.1 實驗材料與儀器
        4.1.1 實驗材料
        4.1.2 實驗試劑
        4.1.3 實驗儀器
    4.2 實驗方法
        4.2.1 總RNA提取及質(zhì)量檢測
        4.2.2 轉(zhuǎn)錄組測序
        4.2.3 生物信息學(xué)分析
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 樣品RNA提取及質(zhì)量檢測
        4.3.2 Illumina HiSeq測序拼接
        4.3.3 測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計
        4.3.4 樣品重復(fù)性相關(guān)檢查
        4.3.5 Unigene的功能注釋
        4.3.6 疣孢漆斑菌降解木質(zhì)素過程中差異表達(dá)基因分析
    4.4 討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 疣孢漆斑菌利用玉米秸稈高產(chǎn)漆酶及在2-氯酚降解中的應(yīng)用
    5.1 實驗材料與儀器
        5.1.1 實驗材料
        5.1.2 實驗試劑
        5.1.3 實驗儀器
    5.2 實驗方法
        5.2.1 漆酶的產(chǎn)生及酶活力測定
        5.2.2 漆酶突變株的篩選
        5.2.3 突變株遺傳穩(wěn)定性測定
        5.2.4 突變株產(chǎn)漆酶條件優(yōu)化
        5.2.5 漆酶粗酶液降解2-氯酚研究
        5.2.6 高效液相法(HPLC)檢測2-氯酚含量
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 疣孢漆斑菌產(chǎn)漆酶歷程分析
        5.3.2 Amplex Red法高通量篩選漆酶突變株
        5.3.3 正向突變株遺傳穩(wěn)定性測定
        5.3.4 突變株M-6高產(chǎn)漆酶單因素實驗優(yōu)化
        5.3.5 正交試驗
        5.3.6 漆酶粗酶液降解2-氯酚效果分析
    5.4 討論
    5.5 小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點
參考文獻
致謝
作者簡介
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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[8]以微生物發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料為主要基質(zhì)的哈茨木霉FJAT-9040固體發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化[J]. 曾慶才,肖榮鳳,劉波,胡桂萍,陳燕萍.  熱帶作物學(xué)報. 2014(04)
[9]白腐真菌預(yù)處理對玉米秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷影響實驗[J]. 柳珊,吳樹彪,張萬欽,龐昌樂,鄧宇,董仁杰.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2013(S2)
[10]轉(zhuǎn)錄組測序（RNA-seq）策略及其數(shù)據(jù)在分子標(biāo)記開發(fā)上的應(yīng)用[J]. 李小白,向林,羅潔,胡標(biāo)林,田勝平,謝鳴,孫崇波.  中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報. 2013(05)

博士論文
[1]水稻木聚糖酶抑制蛋白的功能和表達(dá)模式研究[D]. 侯春曉.浙江大學(xué) 2014
[2]細(xì)菌Novosphingobium sp.B-7和Comamonas sp.B-9降解木質(zhì)素及其降解基因研究[D]. 陳躍輝.中南大學(xué) 2013

碩士論文
[1]Bacillus Ligniniphilus L1降解木質(zhì)素機理的初步研究[D]. 謝長校.江蘇大學(xué) 2016



本文編號：3206608