漆酶高產(chǎn)菌株選育及其降解秸稈木質(zhì)素機(jī)理研究

【摘要】： 本試驗(yàn)選擇以擔(dān)子綱白腐真菌(Pleurotus ostreatus WY-01)為出發(fā)菌株,利用N+注入技術(shù)對(duì)其進(jìn)行誘變選育,獲得一株高產(chǎn)漆酶誘變菌株WY-02。運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)其固體發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化,采用紅外光譜法探討誘變菌株WY-02對(duì)油菜秸稈中木質(zhì)素的生物降解機(jī)制。 對(duì)白腐真菌(Pleurotus ostreatus WY-01)進(jìn)行N+注入的結(jié)果表明:當(dāng)N+注入劑量為80×2.6×1014ions/cm2時(shí),孢子存活率回升到26%,并且在該劑量下孢子正突變率達(dá)到最大,因此確定80×2.6×1014ions/cm2為最佳N+注入劑量。經(jīng)過(guò)N+反復(fù)的注入誘變篩選,突變高產(chǎn)菌株WY-02的漆酶活力由出發(fā)菌(Pleurotus ostreatus WY-01)的最高峰值酶活4.17U/g提高到12.5U/g。突變菌株WY-02經(jīng)傳5代培養(yǎng),產(chǎn)酶性能穩(wěn)定。 采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)突變菌株WY-02產(chǎn)漆酶的固體培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化,確定突變菌株的最佳產(chǎn)酶培養(yǎng)基為:葡萄糖10g/L,酒石酸銨0.2 g/L,硫酸銅0.015g/L。優(yōu)化后培養(yǎng)基最適發(fā)酵條件:發(fā)酵溫度為28℃,培養(yǎng)基起始pH為4.5,接種量為每15g油菜秸稈粉3個(gè)菌塞(φ12mm),誘導(dǎo)劑用1mmol/L ABTS。經(jīng)過(guò)上述產(chǎn)酶條件的優(yōu)化,突變菌株WY-02的產(chǎn)酶峰值可達(dá)15.3 U/g。 對(duì)誘變菌株降解后的油菜秸稈中木質(zhì)素官能團(tuán)的變化采用紅外光譜法進(jìn)行分析,探索誘變菌株對(duì)油菜秸稈中木質(zhì)素的生物降解機(jī)制。從圖譜可以看出,1635cm-1處表征木質(zhì)素中與苯環(huán)相連的C=O伸縮振動(dòng)明顯減弱;苯環(huán)的特征吸收峰(1515cm-1)由尖峰變?yōu)樾〉募绶?表征木質(zhì)素中CH2變形振動(dòng)的吸收峰(1460cm-1)變得不明顯;1324cm-1處的吸收峰明顯增強(qiáng);具有木質(zhì)素的特征苯環(huán)取代物,其譜峰分別為1241cm-1(紫丁香基的C—O)和1057cm-1(愈創(chuàng)木基的O-H)處的振動(dòng)減弱。從以上分析可以看出,油菜秸稈經(jīng)誘變菌株降解,其木質(zhì)素結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的變化。不僅木質(zhì)素與苯環(huán)相連的C=O鍵、木質(zhì)素側(cè)鏈上CH2結(jié)構(gòu)以及木質(zhì)素單體(紫丁香基和愈創(chuàng)木基)被部分降解,并且木質(zhì)素的苯環(huán)結(jié)構(gòu)也遭到破壞。這表明油菜秸稈在誘變菌株降解過(guò)程中結(jié)構(gòu)性碳水化合物逐步分解,木質(zhì)纖維素中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)被裂解成鏈狀結(jié)構(gòu),從而使羥基、亞甲基數(shù)目不斷增多,這說(shuō)明白腐菌誘變菌株在降解油菜秸稈木質(zhì)素方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),有利于高木質(zhì)化秸稈的降解。 【關(guān)鍵詞】：N~+注入 白腐真菌 漆酶 木質(zhì)素
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：S816
【目錄】：

• 中文文摘3-4
• 英文文摘4-9
• 文獻(xiàn)綜述9-18
• 1 生物降解木質(zhì)素的研究9-11
• 1.1 木質(zhì)素在植物中的存在形式9-10
• 1.2 降解木質(zhì)素的微生物10-11
• 1.2.1 細(xì)菌類(lèi)10
• 1.2.2 真菌類(lèi)10-11
• 1.3 紅外吸收光譜法鑒定木質(zhì)素分子結(jié)構(gòu)11
• 2 白腐真菌的研究進(jìn)展11-14
• 2.1 白腐真菌的生物學(xué)背景11-12
• 2.2 白腐真菌木質(zhì)素降解酶系12
• 2.3 白腐真菌降解木質(zhì)素的機(jī)理12-13
• 2.4 白腐真菌降解木質(zhì)素的應(yīng)用13-14
• 2.4.1 農(nóng)作物秸稈的飼料化13
• 2.4.2 造紙工業(yè)13-14
• 2.4.3 食品工業(yè)14
• 2.4.4 生物堆肥14
• 3 離子注入技術(shù)在微生物誘變育種方面的應(yīng)用14-15
• 4 漆酶及其應(yīng)用15-18
• 4.1 漆酶的組成和結(jié)構(gòu)特征15
• 4.2 影響白腐真菌漆酶活性的因素15-16
• 4.2.1 溫度對(duì)漆酶活性的影響15-16
• 4.2.2 pH 對(duì)漆酶活性的影響16
• 4.2.3 Cu~(2+)對(duì)漆酶活性的影響16
• 4.2.4 誘導(dǎo)劑對(duì)漆酶活性的影響16
• 4.3 漆酶的定量分析方法16-18
• 4.3.1 用分光光度計(jì)測(cè)定漆酶的活力16-17
• 4.3.2 用微量熱法測(cè)定漆酶酶活17
• 4.3.3 HAA 檢測(cè)法17-18
• 引言18-19
• 1 材料與方法19-24
• 1.1 試驗(yàn)材料19-20
• 1.1.1 出發(fā)菌株19
• 1.1.2 試劑與溶液19-20
• 1.1.3 試驗(yàn)儀器20
• 1.1.4 培養(yǎng)基20
• 1.2 試驗(yàn)方法20-24
• 1.2.1 菌株的活化及保存20-21
• 1.2.2 單孢子懸液的制備21
• 1.2.3 離子注入21
• 1.2.4 孢子存活率的測(cè)定21
• 1.2.5 孢子突變率的測(cè)定21
• 1.2.6 木質(zhì)素酶活性的平板試驗(yàn)21
• 1.2.7 粗酶液的制備21
• 1.2.8 誘變菌株最佳產(chǎn)酶培養(yǎng)基的研究21-22
• 1.2.9 誘變菌株產(chǎn)漆酶條件的優(yōu)化22
• 1.2.10 漆酶活性的測(cè)定22
• 1.2.11 誘變菌株WY-02降解油菜秸稈木質(zhì)纖維素的研究22-23
• 1.2.12 數(shù)據(jù)處理23-24
• 2 結(jié)果與分析24-36
• 2.1 N~+注入劑量參數(shù)的確定24-25
• 2.1.1 N~+注入劑量對(duì)孢子存活率的影響24
• 2.1.2 N~+注入劑量對(duì)孢子突變率的影響24-25
• 2.2 有益誘變菌株的獲得25-26
• 2.3 白腐菌誘變菌株WY-02 產(chǎn)酶的穩(wěn)定性26-27
• 2.4 最佳產(chǎn)酶培養(yǎng)基的研究27-30
• 2.4.1 不同碳源對(duì)誘變菌株WY-02 產(chǎn)漆酶的影響27
• 2.4.2 不同氮源對(duì)誘變菌株WY-02 產(chǎn)漆酶的影響27-28
• 2.4.3 白腐真菌誘變菌株WY-02 產(chǎn)酶培養(yǎng)基的優(yōu)化28-30
• 2.5 發(fā)酵條件對(duì)誘變菌株WY-02 產(chǎn)酶性能的影響30-32
• 2.5.1 培養(yǎng)溫度對(duì)誘變菌株WY-02 產(chǎn)漆酶的影響30
• 2.5.2 起始pH 對(duì)誘變菌株WY-02 產(chǎn)漆酶的影響30-31
• 2.5.3 不同接種量對(duì)誘變菌株WY-02 產(chǎn)漆酶的影響31
• 2.5.4 不同誘導(dǎo)劑對(duì)誘變菌株WY-02 產(chǎn)漆酶的影響31-32
• 2.6 誘變菌株WY-02 降解油菜秸稈木質(zhì)素機(jī)制的研究32-36
• 2.6.1 秸稈中木質(zhì)纖維素的降解規(guī)律32-33
• 2.6.2 紅外光譜分析33-36
• 3 討論36-40
• 3.1 N~+注入劑量對(duì)孢子存活率的影響36
• 3.2 N~+注入劑量對(duì)孢子突變率的影響36
• 3.3 固體發(fā)酵培養(yǎng)基對(duì)誘變菌株WY-02 產(chǎn)酶性能的影響36-37
• 3.4 不同發(fā)酵條件對(duì)誘變菌株WY-02 產(chǎn)酶性能的影響37-38
• 3.5 誘變菌株WY-02 降解油菜秸稈木質(zhì)素機(jī)制的研究38-40
• 3.5.1 秸稈中木質(zhì)纖維素的降解規(guī)律38-39
• 3.5.2 誘變菌株WY-02 對(duì)油菜秸稈木質(zhì)纖維素官能團(tuán)的降解39-40
• 結(jié)論40-41
• 參考文獻(xiàn)41-47
• 致謝47-48
• 作者簡(jiǎn)介48
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文48

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木質(zhì)素的提取及在聚氨酯中的應(yīng)用    曲玉寧

木質(zhì)素酚醛泡沫保溫材料的制備與性能研究    胡立紅

木質(zhì)素新型模型物的合成及其在木質(zhì)素結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用    岳鳳霞

生物煉制木質(zhì)素基酚醛樹(shù)脂的制備與應(yīng)用    張偉

木質(zhì)素及其模型物在不同熱化學(xué)環(huán)境下的解構(gòu)    劉江燕

秸稈酶解木質(zhì)素液化改性及聚氨酯發(fā)泡材料制備研究    李燕

木質(zhì)素解聚新工藝及機(jī)理研究    葉躍元

楊樹(shù)木材木質(zhì)素含量快速評(píng)價(jià)及漆酶活化木質(zhì)素制備纖維板的研究    周冠武

甜龍竹及巨龍竹半纖維素、木質(zhì)素結(jié)構(gòu)詮釋及相互間化學(xué)鍵合機(jī)制解析    史正軍

秸稈和秸稈木質(zhì)素在土壤中的降解及其對(duì)土壤性質(zhì)的影響    劉繼培

氨水循環(huán)爆破法對(duì)玉米秸稈預(yù)處理效果的研究    張超

魔芋葡甘聚糖復(fù)合材料的制備研究    戴勛

大麻纖維生物漂白工藝研究    岳升彩

亞麻木質(zhì)素和纖維素合成相關(guān)基因部分序列的克隆    高原

黃孢原毛平革菌及其在堆肥中對(duì)木質(zhì)素生物降解特性的影響研究    馮沖凌

纖維素/木質(zhì)素對(duì)混燃特性及顆粒物排放的影響    戴立

聚丙烯/木質(zhì)素復(fù)合材料的制備及性能研究    董曉莉

能源植物木質(zhì)素組成結(jié)構(gòu)對(duì)降解轉(zhuǎn)化效率影響的研究    趙春橋

兩種改良溶劑法提取松木木質(zhì)素的研究    王華

煙梗木質(zhì)素的含量測(cè)定方法研究及結(jié)構(gòu)表征    紀(jì)楷濱