纤维素分解菌..

分解纤维素微生物的筛选与鉴定关键技术与方法论背景介绍：分解纤维素是一种具有广泛应用前景的生物技术，能够将纤维素转化为可再生能源和有机化学品。

而在分解纤维素的过程中，微生物起着至关重要的作用。

在本文中，将讨论分解纤维素微生物的筛选与鉴定的关键技术与方法论。

一、测定纤维素分解能力针对分解纤维素微生物的筛选与鉴定，首先需要明确微生物对纤维素的分解能力。

常用的方法是通过测定微生物产生的纤维素酶活性来评估其分解能力。

温度、pH值、底物浓度等因素的调控可以对纤维素酶的分解活性产生影响。

二、筛选菌种的方法1. 采集样品：从自然环境中采集样品，例如土壤、堆肥等。

将样品分离培养在富含纤维素的培养基中，筛选出能够分解纤维素的微生物。

2. 高通量筛选：利用高通量筛选技术可以快速筛选出具有较高纤维素分解能力的微生物。

例如，通过利用微生物芯片技术，对大量微生物进行快速检测和鉴定。

3. Genomic Mining：通过对微生物基因组的分析，筛选出具有纤维素分解相关基因的微生物。

该方法能够识别出具有潜在的纤维素分解能力的微生物。

三、纤维素分解菌种的鉴定1. 形态学特征：通过观察微生物的形态学特征，包括菌落形状、颜色、大小等，结合显微镜观察，可以初步鉴定纤维素分解微生物的种属。

2. 生理生化特征：可以通过对微生物进行生理生化特性的检测，例如碳源利用能力、酶活性等，进一步鉴定微生物的属种。

3. 分子生物学方法：通过对微生物的基因序列进行PCR扩增和测序，利用基因序列的比对和系统进化树的构建，可以准确地鉴定微生物的属种。

四、验证纤维素分解能力确认筛选出的微生物能够真正分解纤维素是至关重要的。

常用的验证方法包括测定微生物对纤维素底物的降解率、产生的降解产物等。

结论：通过对分解纤维素微生物的筛选与鉴定关键技术与方法论的探讨，可以为寻找纤维素分解菌种提供一定的理论指导和实践参考。

微生物的筛选和鉴定是分解纤维素的关键步骤，科学合理的方法和准确可靠的手段将有助于发现和利用具有高效分解纤维素能力的微生物资源。

课题3 分解纤维素的微生物的分离课题背景纤维素，一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是地球上含量最丰富的多糖类物质。

植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。

地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%～60%能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。

对这些微生物的研究与应用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。

而要研究这些微生物，首先要将它们从土壤中种类众多的微生物中分离出来。

在本课题中，我们将探讨如何分离土壤中能够分解纤维素的微生物。

基础知识（一）纤维素与纤维素酶棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物（图2-11），此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。

许多商品纤维素都是由天然纤维素制得的，如水溶性的羧甲基纤维素钠（ CMC-Na ）、不溶于水的微晶纤维素（Avicel ）等。

纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。

正是在这三种酶的协同作用下，纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养，同样，也可以为人类所利用。

下面我们通过一个小实验来体会纤维素酶的作用。

在2支20 mL的试管中，分别放入1 cm×6 cm的滤纸条，再分别加入pH为4.8、物质的量浓度为0.1 mol/L的醋酸—醋酸钠缓冲液10 mL、11mL。

在加入10 mL缓冲液的试管中加入 1 mL纤维素酶（70~80 U/mL ）。

将2支试管固定在50 mL的锥形瓶中，在摇床上以140 r/min的转速振荡反应1h，观察结果。

你也可以用报纸、复印纸做这个实验。

如果没有摇床，你可以采用定时人工振荡的方法。

时间足够长时，你会观察到滤纸被完全分解（图2-12）。

1U表示1个酶活力单位，是指在温度为25℃，其他反应条件，如pH等，均为最适的情况下，在1 min内转化1 mmol的底物所需的酶量。

有机肥发酵微生物种类一、概述有机肥是农业生产中常用的一种肥料，它由各种有机废弃物经过发酵而成。

而有机肥的发酵过程中，微生物起着至关重要的作用。

下面我们来介绍一些常见的有机肥发酵微生物种类。

二、常见的有机肥发酵微生物种类1. 嗜热菌嗜热菌是一类能在高温环境下生存和繁殖的微生物。

在有机肥的发酵过程中，嗜热菌可以快速分解有机物质，促进有机肥的成熟和发酵。

常见的嗜热菌有枯草杆菌、芽孢杆菌等。

2. 酵母菌酵母菌是一类单细胞真菌，常见于自然界中的各种环境中。

在有机肥的发酵过程中，酵母菌可以分解有机物质，并产生一些有益的物质，如维生素和酶。

常见的酵母菌有酿酒酵母、乳酸菌等。

3. 枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌是一种厌氧菌，常见于有机肥的发酵过程中。

它可以分解有机物质，产生一些有机酸和其他有机化合物，促进有机肥的发酵和成熟。

4. 乳酸菌乳酸菌是一种革兰氏阳性菌，广泛存在于自然界中。

在有机肥的发酵过程中，乳酸菌可以分解有机物质，产生乳酸和其他有机酸，提高有机肥的酸度和稳定性。

5. 纤维素分解菌纤维素分解菌是一类可以分解纤维素的微生物。

在有机肥的发酵过程中，纤维素分解菌可以分解有机物质中的纤维素，促进有机肥的分解和成熟。

常见的纤维素分解菌有木霉菌、腐霉菌等。

6. 硝化菌硝化菌是一类可以将氨氮转化为硝酸盐的微生物。

在有机肥的发酵过程中，硝化菌可以分解有机物质中的氨氮，促进有机肥的氮素释放和转化。

常见的硝化菌有亚硝酸菌、硝酸菌等。

7. 乳酸杆菌乳酸杆菌是一类革兰氏阳性菌，广泛存在于自然界中。

在有机肥的发酵过程中，乳酸杆菌可以分解有机物质，产生乳酸和其他有机酸，提高有机肥的酸度和稳定性。

8. 蛇链菌蛇链菌是一种革兰氏阳性菌，常见于有机肥的发酵过程中。

它可以分解有机物质，产生一些有机酸和其他有机化合物，促进有机肥的发酵和成熟。

三、总结有机肥发酵微生物种类繁多，各具特点。

这些微生物在有机肥的发酵过程中起着重要作用，可以分解有机物质，产生有益物质，促进有机肥的成熟和发酵。

纤维素降解菌研究概况及发展趋势赵斌（山东农业大学生命科学学院 2010级生物工程三班）摘要纤维素是地球上最丰富的可再生有机资源，因为难分解大部分未被人类利用。

另外，纤维素是造纸废水的COD和SS的主要来源之一。

分解纤维素并将其转化成动物易吸收或利用的能源、食物、饲料或化工原料，是纤维素合理应用的重要途径。

筛选高效纤维素分解菌，确定其酶学性质是降解纤维素的关键。

关键词：微生物；纤维素；降解；纤维素酶AbstractCellulose is the earth's most abundant renewable organic resources, because the majority is not difficult to break down human use. In addition, the cellulose is one of the main sources of the papermaking wastewater COD and SS. Into the animal's susceptibility to absorption or utilization of energy, food, feed or chemical raw materials decompose cellulose and cellulose reasonable application. Screening cellulolytic to determine the nature of its enzymatic degradation of cellulose.纤维素是地球上最丰富、来源最广泛的碳水化合物，同时也是地球上最大的可再生资源，占地球生物量的约50%[1]。

纤维素分子本身的致密结构以及由木质素和半纤维素形成的保护层造成纤维素不容易降解而难以被充分利用或被大多数微生物直接作为碳源物质而转化利用。

高二生物下册实验：分解纤维素的微生物的别离高二生物下册实验：分解纤维素的微生物的别离(1)实验原理：①土壤中存在着大量纤维素分解酶 ,包括真菌、细菌和放线菌等 ,它们可以产生纤维素酶。

纤维素酶是一种复合酶 ,可以把纤维素分解为纤维二糖 ,进一步分解为葡萄糖使微生物加以利用 ,故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中 ,纤维素分解菌能够很好地生长 ,其他微生物那么不能生长。

②在培养基中参加刚果红 ,可与培养基中的纤维素形成红色复合物 ,当纤维素被分解后 ,红色复合物不能形成 ,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 ,从而可筛选纤维素分解菌。

(2)实验过程：土壤取样：采集土样时 ,应选择富含纤维素的环境梯度稀释：用选择培养基培养 ,以增加纤维素分解菌的浓度涂布平板：将样品涂布于含刚果红的鉴别纤维素分解菌的固体培养基上挑选产生中心透明圈的菌落：产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈,考试技巧 ,从产生明显的透明圈的菌落上挑取局部细菌 ,并接种到纤维素分解菌的选择培养基上 ,在30～37℃条件下培养 ,可获得较纯的菌种。

刚果红染色的两种方法的比拟：先培养微生物 ,在参加刚果红在到平板时参加刚果红优点显示出的眼神反映根本上是纤维素分解菌的作用操作简便 ,不存在菌落混杂问题缺点操作繁琐 ,参加刚果红溶液会使菌落之间发生混杂(1)由于琼脂和土豆汁中都含有淀粉类物质 ,可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反响(2)有些微生物具有降解色素的能力 ,长时间培养会降解刚果红 ,从而形成明显的透明圈 ,这些微生物与纤维素分解菌不易区分知识拓展：1.纤维素与纤维素酶(1)纤维素①化学本质：一种多糖。

②分布：棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物 ,此外 ,木材、作物秸秆等也富含纤维素。

(2)纤维素酶①习惯上 ,将纤维素酶分成三类：C1酶、Cx酶和葡糖苷酶。

C1酶是对纤维素最初起作用的酶 ,破坏纤维素链的结晶结构。

Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解-1 ,4-糖苷键的纤维素酶。

纤维素降解菌资料那些是植物结构多糖，是细胞壁的主要成分。

通过对降解纤维素微生物发生的分析。

可知具有降解纤维素能力的微生物分布在细菌、放线菌、和真菌的许多菌属中，其中真菌被认为是自然界中有机质特别是纤维素物质的主要降解者、降解纤维素微生物种类木质素的存在木质素（lignin ）与纤维素及半纤维素共同形成植物体骨架，是自然界中在数量上仅次于纤维素的第二大天然高分子材料，据估计全世界每年可产生600万亿吨[18] 。

木质素是植物的主要成分之一，它是植物细胞胞间层和初生壁的主要填充物，其产量是仅次于纤维素的最为丰富的有机物，通常在木质细胞中占15%～30%。

从化学结构看[19]，针叶树的木质素主要由松柏醇的脱氢聚合物构成愈创木基木质素；阔叶树的木质素由松柏醇和芥子醇的脱氢聚合物构成愈创木基紫丁香基木质素；而草本植物则是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇的脱氢聚合物和对香豆酸组成因而使木质素成为结构复杂、稳定、多样的生物大分子物。

木质素依靠化学键与半纤维素连接，包裹在纤维之外，形成纤维素。

植物组织由于木质素存在而有了强度和硬度。

在生活生产中，大部分的木质素被直接排放，不仅浪费了这种宝贵的资源，还对周围环境产生巨大影响，因此研究木质素的降解和利用越来越成为热门的课题。

绿色植物占地球陆地生物量的95% ，其化学物质组成主要是木质素、纤维素和半纤维素，它们占植物［］干重的比率分别为15%~20%,45%和20% 农作物秸杆是这类生物质资源的重要组成部分，全世界年产量为20 多亿吨，而我国为 5 亿多吨但是，要充分、有效地利用这类资源却相当困难，这是由于秸秆产量!" B ’随季节变化，且量大、低值、体积大、不便运输，大多数动物都不能消化其木质纤维素，自然降解过程又极其缓慢，导致大部分秸秆以堆积、荒烧等形式直接倾入环境，造成极大的环境污染和浪费’存在于秸秆中的非水溶性木质纤维素很难被酸和酶水解，主要是因纤维素的结晶度、聚合度以及环绕着纤维素与半纤维素缔合的木质素鞘所致’木质素与半纤维素以共价键形式结合，将纤维素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤维素分子接触，而木质素的非水溶性、化学结构的复杂性，导致了秸秆的难降解性’所以，要彻底降解纤维素，必须首先解决木质素的降解问题’因此，秸秆利用的研究从过去的降解纤维素的研究转向了木质的降解研究，作者对此进行了综述’木质素降解微生物的种类在自然界中，能降解木质素并产生相应酶类的生物只占少数%木质素的完全降解是真菌、细菌及相应微生物群落共同作用的结果，其中真菌起着主要作用% 降解木质素的真菌根据腐朽类型分为：白腐菌———使木材呈白色腐朽的真菌；褐腐菌———使木材呈褐色腐朽的真菌和软腐菌%前两者属担子菌纲，软腐菌属半知菌类% 白腐菌降解木质素的能力尤于其降解纤维素的能力，这类菌首先使木材中的木质素发生降解而不产生色素%而后两者降解木质素的能力弱于其降解纤维素的能力，它们首先开始纤维素的降解并分泌黄褐色的色素使木材黄褐变，而后才部分缓慢地降解木质素% 白腐菌能够分泌胞外氧化酶降解木质素，因此被认为是最主要的木质素［，］降解微生物!木质素的生物降解的应用木质素的生物降解目前成功地用于生产实践的实际应用尚不多见，但在有些方面的研究已经显现出诱人的前景-&）造纸工业分解木质素的酶类在造纸工业上的应用有两个方面，一是用改造旧的造纸工艺，用于生物制浆、生物漂白和生物脱色-黄孢原毛平革菌和P.brvispora等在国外已经得到成功利用-如用P.brvispora)(%/ 进行生物制浆预处理可降低47%的能耗并增加了纸浆的张力，但它们的木质素降解率和产酶量都还是极为有限的，处理时间过长，距大规模推广应用尚有一定的距离- 二是木质素分解菌或酶类用于造纸废［］水的处理，这方面的国内外研究报告已有很多且已取得了一定的实效0 -%）饲料工业木质素分解酶或分解菌处理饲料可提高动物对饲料的消化率- 实际上，木素酶和分解菌的应用已经突破了秸秆仅用于反刍动物饲料的禁地，已有报道饲养猪、鸡的实验效果- 目前，以木素酶、纤维素酶和植酸酶等组成的饲料多酶复合添加剂已达到了商品化的程度-"）发酵与食品工业木质纤维素中木质素的优先降解是制约纤维素进一步糖化和转化的关键，已有很多实验偿试使用秸秆进行酒精发酵或有机酸发酵，但看来这还有很长的路要走-在食品工业如啤酒的生产中，可使用漆酶等进行沉淀和絮凝的脱除，使酒类得到澄清-!）生物肥料传统上曾使用高温堆肥的办法来使秸秆转化为有机肥料，但这些操作劳动强度大，近年来不为农民所欢迎最近，秸秆转化为有机肥料的简单而行之有效的办法是秸秆就地还田但是，还田秸秆- -在田间降解迟缓并带来了一系列的耕作问题，而解决这些问题的关键是加速秸秆的腐熟过程，因此，以白腐菌为代表的木质素降解微生物为这种快速腐熟提供了理论上的可能性-在国内，已有几家科研单位在进行相相似文献(10条)1.期刊论文李燕荣.周国英.胡清秀.冯作山.LI Yan-rong.ZHOU Guo-ying.HU Qing-xiu.FENG Zuo-shan 食用菌生物降解木质素的研究现状-中国食用菌2009,28(5)木质素是农作物秸秆中的主要成份之一,木质素降解直接影响秸秆等植物资源的利用效率.从降解木质素的食用菌种类、食用菌木质素降解酶系及其营养调控机理、应用前景共4个方面,综述了食用菌生物降解秸秆木质素的研究现状.2.学位论文黄红丽堆肥中木质素的生物降解及其与腐殖质形成关系的研究2006随着社会的发展，有机固体废物的排放急剧增加。

配制方法:
称取本品44.2g于1L蒸馏水或去离子水中
（可按比例增加或减少配制量），加热煮沸1分钟，分装，121℃高压灭菌15分钟,灭菌结束后请摇匀，
以防琼脂沉积于器皿底部而凝固，备用。

注意事项:
实验室专用；使用时避免与皮肤、眼睛接触；
避免吸入或吞食。

250g
セルロース分解菌培
地
纤维素分解菌培养基
Cellulose Decomposing Microorganisms Medium
製品コ―ド：12147
調製法：
本品44.2gを精製水１Lに加えて振り混ぜのち、1
分
間に加熱して煮沸溶解、分注する。

121℃で１5分間高
圧蒸気滅菌する。

滅菌後振いて、凝固を防止して使用
する。

注意事項：
試験室専用；使用の時、皮膚、目と接触を避ける,
吸入と飲み込むの場合を注意する。

組成(配方)：g/L
硫酸アンモニウム（硫酸铵）…………………2.0g
硫酸マグネシウム（硫酸镁）…………………0.5g
リン酸二水素カリウム（磷酸二氢
钾）……… 1.0g
塩化ナトリウム（氯化钠）……………………0.5g
セルロース（纤维素粉）……………………
20.0g
コンゴレッド（刚果
红）………………………0.2g
寒天（琼脂）………………………………20.0g
滅菌後のpH7.1±0.1(25℃)
許可号：20111116
保存方法：室温、光を避ける、防湿
保存期限：三年間。