玉米秸稈低溫高效降解復(fù)合菌系GF-20的菌種組成及降解穩(wěn)定性研究

【摘要】：【目的】探索不同溫度及p H條件對(duì)玉米秸稈低溫高效降解復(fù)合菌系的玉米秸稈分解穩(wěn)定性及菌群結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響,完善菌系培養(yǎng)方法,促進(jìn)其應(yīng)用開發(fā)利用。【方法】以低溫高效降解復(fù)合菌系GF-20為研究對(duì)象,在10℃條件下連續(xù)繼代培養(yǎng)45代、不同溫度和p H條件下連續(xù)繼代培養(yǎng)15代,分別獲得多組不同代數(shù)(F)、不同溫度(T)和p H(P)條件下的菌系。測(cè)定各復(fù)合菌系發(fā)酵液p H、玉米秸稈降解率及纖維素酶活,評(píng)價(jià)復(fù)合菌系的玉米秸稈分解穩(wěn)定性;利用PCR-DGGE技術(shù)結(jié)合主成分分析法對(duì)菌群組成結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行研究?！窘Y(jié)果】在10℃條件下經(jīng)連續(xù)繼代培養(yǎng)40代和在溫度4—30℃、p H 6.0—9.0條件下繼代培養(yǎng)獲得的不同復(fù)合菌系發(fā)酵液p H均隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)趨近中性;玉米秸稈降解率在27.59%—32.53%,除F40顯著高于F5外,其余無顯著差異;纖維素酶活性呈高代菌系大于低代菌系,溫度4—10℃和p H 6.0—9.0條件下,對(duì)復(fù)合菌系產(chǎn)酶有促進(jìn)作用,纖維素酶活為1.34—1.84 IU·m L~(-1);復(fù)合菌系的纖維素酶在較低的溫度和較寬的p H范圍內(nèi)具有良好的溫度和p H穩(wěn)定性,酶促反應(yīng)溫度15—30℃和p H 4.0—9.0內(nèi)仍保持80%以上的纖維素酶活力;復(fù)合菌系F5—F45、T4—T30和P6.0—P9.0的DGGE條帶差異不顯著,表明菌系的菌種組成穩(wěn)定;而在偏酸(p H=4、5)和偏堿性(p H=10)條件下繼代培養(yǎng),復(fù)合菌系秸稈降解率和纖維素酶活均顯著降低,菌種組成發(fā)生變化,進(jìn)而影響性質(zhì)與功能穩(wěn)定性。PCR-DGGE共檢測(cè)到18個(gè)條帶,其中關(guān)鍵菌株分別為Bacillus licheniformis、Azonexus hydrophilusd、Azospira oryzae、Arobacter cloacae、Cellvibrio mixtus subsp.Mixtus、Bacillus tequilensis、Clostridium populeti和Clostridium xylanolyticum。【結(jié)論】復(fù)合菌系GF-20在溫度4—30℃、p H 6.0—9.0條件下經(jīng)過多代繼代培養(yǎng),仍然保持了較高的玉米秸稈分解活性和菌種組成穩(wěn)定性,具有良好的應(yīng)用前景。 【作者單位】： 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 玉米秸稈降解 復(fù)合菌系GF- 低溫 纖維素酶活性 菌種組成穩(wěn)定性
【基金】：國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2011BAD16B13,2012BAD04B04,2013BAD07B04,2011BAD16B14) 國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-02-63)
【分類號(hào)】：S216.2;S182
【正文快照】： 0引言【研究意義】木質(zhì)纖維素占地球光合產(chǎn)物的60%以上,是土壤有機(jī)質(zhì)的重要來源[1]。但是秸稈中的木質(zhì)纖維素難以快速分解是限制秸稈物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵難題[2-4]。因此,人工加速分解木質(zhì)纖維素不僅可及時(shí)處理農(nóng)業(yè)秸稈有機(jī)物,補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì),而且對(duì)環(huán)境治理和秸稈生物質(zhì)資源的

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