秸秆作为产量最大的农业废弃物一直被列为最重要的生物能源之一,如何高效降解秸秆,进而合理有效利用,将其变废为宝是目前需要解决的首要问题。粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)能够分泌纤维素酶对秸秆进行降解。为了提高秸秆降解效果,本文通过基因过表达方法改造粗糙脉孢菌产纤维素酶能力。分析已经获得的3株CBH基因过表达菌株对4种秸秆(玉米、水稻、小麦、高粱)的降解效果。首先考虑到底物对产酶影响问题,本文采用固态发酵法,以纤维素酶活性为检测指标,筛选对4种秸秆降解能力强的菌株。分析结果表明:cbh-2过表达菌更适合降解玉米与水稻秸秆,cbh-1过表达菌适合降解小麦秸秆、菌株gh6-3过表达菌降解高粱秸秆产酶更好。根据筛选的结果进一步对菌株降解秸秆条件进行优化,通过单因素试验和正交试验,分别获得cbh-2过表达菌降解玉米秸秆的最佳条件:玉米秸秆粒径70目、初始pH5.5、发酵温度30℃、发酵时间14天;菌株cbh-2过表达菌降解水稻秸秆的最佳条件:秸秆粒径80目、初始pH 5、发酵温度28℃、发酵时间13天;cbh-1过表达菌降解小麦秸秆的最佳条件:秸秆粒径80目、初始pH 5.5、发酵温度28℃、发酵时间14天;gh6-3过表达菌降解高粱秸秆的最佳条件:秸秆粒径90目、初始pH 5、发酵温度30℃、发酵时间13天。利用菌株最佳发酵条件构建对4种秸秆的降解体系。酶活监测结果表明发酵至7天时菌株产酶活最高,玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆和高粱秸秆降解体系中CBH酶活分别达到45.57U/mL、37.98U/mL、34.59U/mL和40.15U/mL。培养至13-14天时玉米、水稻、小麦和高粱秸秆降解率分别为47.92%、38.93%、33.01%和41.27%。SEM电镜扫描可以清晰看到降解前后秸秆表面结构变化,纤维素断裂,结构变得疏松。