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农作物秸秆通常指农作物如水稻、大豆、油菜、玉米等农作物在收获种子后剩余的部分。我国皖南地区普遍采用烟-稻轮作的种植方式,烟秸秆资源丰富。烟草秸秆中纤维素的比例较高,而纤维素是可以利用生物作用转化为能源物质。本研究试图筛选出能降解烟秸秆的高效菌株,运用微生物降解,解决资源的浪费问题,为大田应用提供良好的生物材料,同时为烟-稻轮作区的环境保护与生态农业持续发展提供重要的理论依据和实践基础。秸秆降解菌的种类很多,细菌中的芽孢杆菌属包括Bacillus subtilis、B.brevis和B.pumilus生长速率快、有分解胞外酶降解纤维素的能力,近年来有许多相关研究。本研究从皖南地区烟-稻轮作田土壤里筛选了一株烟草秸秆降解菌YC-2,通过对其进行形态观察、生理生化特征鉴定以及16SrDNA测序比对及进化分析,确定YC-2为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),以YC-2为后续研究对象。微生物的生长受接种量、发酵时间、温度、pH、装液量以及培养基营养成分的影响。本研究通过单因素优化法对降解菌株YC-2(Bacillus subtilis)发酵条件进行优化,根据结果可知YC-2(Bacillus subtilis)的最佳培养条件为:接种量为2%,发酵时间为24h,初始pH为6.5,温度为30℃,装液量为80mL/250mL;最佳发酵培养基组合为:2%的麦芽糖为碳源,2%的酵母膏为氮源,0.05%的磷酸氢二钾为无机盐。同时,初步探究了 YC-2对烟碱的耐受情况,结果表明:在浓度为1~2g/L烟碱中能快速生长,而在高浓度的烟碱中生长受到抑制。且研究了该菌株对烟草秸秆的降解情况,结果显示其可在7d内对烟草秸秆降解10.14%,而自然条件下降解率为2.26%。微生物的产酶受培养基成分、温度、pH、装液量等因素影响,而反应体系中的起始pH、反应的温度和某些金属离子亦可影响酶的活性。本实验对YC-2(Bacillus subtilis)CMCase和FPase产酶条件和酶学性质进行研究,枯草芽孢杆菌YC-2的最适产酶碳源为CMC-Na,氮源为酵母膏,pH为6.5,温度35℃,装液量为60mL/250mL;酶学特性研究结果表明酶的最适反应温度为60℃,温度在15℃~60℃之间酶具有稳定性;最适反应pH为7.0,且pH在4.0~7.5范围内,酶的稳定性较好。Pb2+、Zn2+、Na+、Fe3+、Ni+对酶活性抑制较强,Ba2+、Cr+、Cu2+、Mn2+对酶活有一定的抑制作用,但表现不明显;Co2+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Ag+对酶活有不同程度的激活作用。