棉花秸秆木质纤维素降解菌的筛选及鉴定

【摘要】：棉花秸秆是一种特殊的秸秆,它具有普通秸秆的一般特征,又具有类似木材的特殊特征。本试验针对棉花秸秆的微生物降解进行了研究,通过从棉田土壤中筛选纤维素降解菌,继而与降解木质素的优势菌株白腐真菌相复合,最终筛选出能够较好降解棉秆木质纤维素的菌系。并且结合当地棉田传统收割方式：棉秆留茬5cm这一特点,在实际降解试验中,选择了2/3株棉秆。目的是把微生物复合菌系协同理论应用到筛选降解棉花秸秆木质素、纤维素复合菌系上。主要结果如下： 应用纤维素刚果红培养基从棉田土壤中筛选纤维素降解菌株,通过CMC酶活、FPA和实际降解效率的测定,筛选出5株能分解纤维素的菌株,分别编号为T4、T3、T2、M4、M3。试验中设计5个温度梯度,分别为22、26、30、34、38℃；5个培养时间,分别为24、48、72、96、120h。结果表明,通过对培养时间和培养温度的优化,发现在培养时间为72h、培养温度为30℃时纤维素分解酶的活性最佳。以20d为一个发酵周期,每隔5d测定一次纤维素和木质素的含量,结果表明,在第5d、10d、15d、20d测定菌株对棉花秸秆中纤维素和木质素均有一定的降解能力,在培养20d时,对纤维素的降解速率分别为T220.91%、T321.43%、T422.19%、M416.74%、M319.74%；木质素的降解速率分别为T211.12%、T311.46%、T411.22%、M412.08%、M312.73%。 把5种菌株的组合分别接入用秸秆粉制成的固态发酵培养基中,三个重复,同时设置纯培养的空白对照。设定发酵周期为20d,每隔5d取样进行木质纤维素含量的测定。如图3-1、3-2。从测定结果来看,木质纤维素复合菌系对于棉花秸秆的降解能力普遍要比单一菌株的降解效果好。其中XT2+PC和XM3+PC的组合较优。 从试验可以发现纤维素降解菌与混合菌在降解木质素的效果上,混合菌的降解效果较好。通过对细菌生理生化的鉴定,T2、M3、T4为枝孢霉属、曲霉属、青霉属。T3菌株与Bacillus axarquiensis同源性最为接近,M4菌株与bacillus sps同源性最为接近。 【关键词】：棉秆 降解 木质素 纤维素
【学位授予单位】：塔里木大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S816
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 缩略词表6-9
• 第一章 前言9-26
• 1.1 秸秆资源9-10
• 1.1.1 全世界秸秆产量及其利用情况9
• 1.1.2 中国秸秆产量及利用9-10
• 1.1.3 新疆棉花秸秆的处理方式10
• 1.2 秸秆的组成与结构10-13
• 1.2.1 纤维素11-12
• 1.2.2 半纤维素12
• 1.2.3 木质素12-13
• 1.3 秸秆降解预处理的方法13-15
• 1.3.1 物理方法13-14
• 1.3.2 化学方法14-15
• 1.4 生物技术处理15-24
• 1.4.1 纤维素降解菌15-17
• 1.4.2 纤维素酶17-20
• 1.4.3 纤维素酶的作用机理20-21
• 1.4.4 木质素降解菌21-24
• 1.5 问题与展望24-25
• 1.5.1 问题24
• 1.5.2 展望24-25
• 1.6 技术路线图25-26
• 第二章 纤维素分解菌的分离和筛选26-36
• 2.1 材料与方法26-30
• 2.1.1 试验地概况26
• 2.1.2 材料及药品26
• 2.1.3 仪器及设备26
• 2.1.4 试验方法26-30
• 2.2 结果与分析30-34
• 2.2.1 菌株的筛选30-32
• 2.2.2. 实际降解效果筛选试验结果32-34
• 2.3 讨论与结论34-36
• 2.3.1 讨论34-35
• 2.3.2 结论35-36
• 第三章 木质纤维素降解菌的混合培养36-42
• 3.1 材料与方法36-38
• 3.1.1 试验材料36
• 3.1.2 试验药品36
• 3.1.3 试验方法36-38
• 3.2 结果与分析38-40
• 3.2.1 混合培养菌株的筛选38
• 3.2.2 混合培养固态发酵38-40
• 3.3 讨论与结论40-42
• 3.3.1 讨论40-41
• 3.3.2 结论41-42
• 第四章 菌种鉴定42-52
• 4.1 材料和方法42-44
• 4.1.1 试验材料42
• 4.1.2 试验方法42-44
• 4.2 结果与分析44-50
• 4.2.1 革兰氏染色结果44
• 4.2.2 过氧化氢酶试验结果44-45
• 4.2.3 真菌形态鉴定结果45-46
• 4.2.4 电泳结果46
• 4.2.5 菌株的测序结果46-48
• 4.2.6 基因序列分析48-50
• 4.3 结论与讨论50-52
• 4.3.1 讨论50-51
• 4.3.2 结论51-52
• 参考文献52-57
• 致谢57-58
• 作者简介58

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