论文部分内容阅读
[研究背景]能源是支撑社会经济持续发展的基础资源,化石能源储备日益减少为了保证经济发展,开发新能源成为各国势在必行的发展策略。水稻秸秆纤维素含量高,在中国的种植面积广,是生物质能源开发利用的重要资源。因此筛选能快速有效降解秸秆纤维素的复合菌系,对其进行驯化和降解特性的研究成为了广大科研人员探索有效利用秸秆的方法的重要方向。[目的]筛选能高效降解水稻秸秆纤维素的复合菌系,分析其降解特性为其应用提供参考。[方法]以长期耕种的水稻田中泥土及堆放一个月左右的水稻秸秆堆腐物为菌源,采用限制性筛选的方法,用以水稻秸秆粉为唯一碳源的PCS培养基筛选、驯化秸秆纤维素降解菌复合系。用梯度实验法和用响应面法进行复合系发酵参数优化。用DNS显色法和蒽酮显色法测定复合系发酵过程中的CMC酶活和总糖含量。采用单菌落分离法和刚果红染色、七叶苷显色、基因测序分析等方法研究复合系中的单菌落。[结果](1)复合系I-D在驯化到第四代时就能在7天内完全崩解作为指示标志的滤纸条,发酵液的pH值也稳定在8-9之间,传代到第十代后降解效率仍没有退化,pH值也稳定在9左右。I-D发酵7天,对滤纸条崩解率为100%,发酵液pH值为9。(2)影响复合系降解效率的单因素的最佳数值范围为为温度30℃-40℃、时间7-9天、pH值8-10。优化后纤维素降解最佳参数为发酵时间7.7天,发酵温度37℃,发酵初始pH10,在最优发酵参数下发酵水稻秸秆粉的日平均降解率为7.87%。(3)复合系发酵过程中CMC酶活为20U/mL左右、最高24.2U/mL,比单种细菌的要高一倍左右；可溶性总糖含量约为110-150μg/mL,总糖含量变化与菌群生长规律一致。(4)筛到细菌179株,未筛到真菌,细菌中有6株具有CMC酶活、7株有β-葡萄糖苷酶活。选取其中一株具有CMC酶活的菌株D6进行革兰氏染色表明其为革兰氏阴性菌,16S rDNA序列鉴定初步判定可能为Bacillus sp.。[结论]成功筛选高效水稻秸秆纤维素降解菌复合系I-D,为水稻秸秆的高效利用提供了重要的基础；对复合系的降解特性研究得出其发酵最优条件,为复合系的工业应用奠定基础。