纤维素降解菌的分离与鉴定..
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实验一纤维素的微生物降解一、实验目的1、掌握倒平板的方法和几种常用的分离纯化微生物的基本操作技术;了解不同的微生物菌落在斜面上、半固体培养基和液体培养基中的生长特征;进一步熟练和掌握微生物无菌操作技术;掌握微生物培养方法。
2、了解纤维素分解的基本理论,并掌握有关纤维素好氧和厌氧分解的一些基本实验技术。
二、实验原理1、从混杂的微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物的过程称为微生物的分离与纯化2、常用的分离纯化方法:单细胞挑取法,稀释涂布平板法,稀释混合平板法,平板划线法等。
稀释涂布平板法的步骤:倒平板-制备土壤污水稀释液-涂布-培养-挑菌落;平板划线法的步骤:倒平板-标记培养基名称-划线。
3、测定纤维素分解酶,可观察其对提供的唯一碳源滤纸纤维的分解情况确定。
如果滤纸溃烂,说明有纤维素分解菌的作用。
4、纤维素分解微生物可根据需氧的与否分为两大类:好氧分解微生物和厌氧分解微生物。
三、实验材料1. 培养基A. 赫奇逊液固体培养基(好氧):KH2PO4 1.0g,MgSO4٠7H2O 0.3g,FeCl3 0.01g,CaCl2 0.1g,NaNO3 2.5g,蒸馏水1000ml,pH值为7.2~7.3,0.1MPa灭菌20min。
B. 厌氧液体培养基:牛肉膏1.5g,蛋白胨2.5g,水1000ml,CaCO3 2.0g;0.1MPa 灭菌20min。
2. 器材A.近3mm粒度菜园土。
B.镊子,无淀粉滤纸,1ml和10ml无菌吸管,无菌水,天平。
3、土样:格物楼西,小树根部约10cm,地表覆盖较多枯叶、枯草,取土深度约15cm。
四、方法步骤1. 土粒法分离纤维素的好氧分解微生物⏹采土方式:在选好适当地点后,用小铲子除去表土,取离地面5~15cm处的土约10g,盛入清洁的牛皮纸袋或塑料袋中,扎好、标记,记录采样时间、地点、环境条件等,以备查考。
⏹将赫奇逊培养基趁热倒入培养皿,冷却后加直径近于培养皿的滤纸一张,用少量培养液润湿。
环境微生物技术实验总结报告一、国内外研究进展:①纤维素资源据不完全统计,全球每年通过光合作用产生的植物物质高达1.8×1011 t,这些植物物质所含的能量相当于全球人类每年能量消耗量的20倍,食物中所含能量的200倍。
纤维素是构成植物细胞的基本成分,纤维素占全球植物总干重的30%一50%,是地球上分布最广、含量最丰富的碳水化合物,它存在于所有植物当中。
在生物界中,结合于有机体中的碳达27×1010t,在自然界有机体中构成纤维素的碳约占40%,据此估算,在植物界中纤维素的总量约达26.0×1010t,而且自然界中的植物原料是年复一年地不断生长和更新的,可以说,纤维素在自然界中是一种最丰富的可再生的有机资源。
纤维素是一种不能被大多数动植物直接利用的多糖物质。
但对人类来说只要能将其降解成小分子物质,纤维素就会成为一种有广阔应用前景的资源。
而且这种潜在的资源数量是惊人的,其中的大多数作为绿色植物的成分在维持生态平衡中起作用而不宜利用,但是仍有数量可观的纤维素由人类生活和生产产生,它们主要存在于农作物秸秆和城市垃圾之类的废弃物中。
灾荒或战乱造成的粮食危机依然是正存在的和潜在的威胁;随着全球经济的飞速发展,地球上石油、煤炭的储量正以惊人的速度减少,能源危机成了世界大多数国家所面临的一个严峻问题;由于对资源的破坏性开采和利用,人类赖以生存的环境正在不断地恶化,对可再生资源利用的研究与开发的可持续发展战略己在世界各国逐步展开。
如何处理和利用废弃纤维素将成为一个十分紧要的问题。
②农业废弃物资源的利用现状植物纤维素资源的开发利用对解决粮食和能源短缺以及环境污染问题有极其深远的意义。
我国的纤维素资源极为丰富,每年的农作物秸秆产量达5.7x107吨,约相当于北方草原年打草量的50倍。
但是,农作物秸秆产生数量多且产生时间集中(每年到收获季节农村就会有大量的秸秆产生),而我国的农作物秸秆主要用于燃料、畜禽饲料与自然堆肥,不仅利用效率低,而且随着农村生活水平的提高,农作物秸秆成为农村固体废弃物的主要来源。
堆肥用木质纤维素降解菌筛选技术规程堆肥用木质纤维素降解菌筛选技术规程一、概述本技术规程适用于堆肥中的木质纤维素降解菌的筛选,旨在提高堆肥过程中木质纤维素的降解效率,加快堆肥的成熟度。
二、原材料1. 堆肥原料:任何含有木质纤维素的堆肥原料,如柿子皮、玉米秸秆、豆腐渣、鸡粪等。
2. 周转土壤:适当数量的质量稳定的土壤,用于混合筛选后的菌株以促进其生长繁殖。
三、筛选工艺1. 采集样品:从堆肥中采集样品,将其放入无菌的容器中保存备用。
2. 建立简单培养基:选择含有纤维素的培养基,如CMC-Na、微晶纤维素等,加入必要的营养物质,如氮源、无机盐等。
对于难以发酵的样品,可以采用先采用酸或碱法降解后,再加入培养基。
3. 接种菌株:将采集到的样品转移到培养基中,进行菌株接种。
4. 筛选菌株:在温度为25-35摄氏度,pH在6.5-7.5的条件下,进行连续传代或称呼吸发酵,筛选出挥发脂肪酸和酶活性高且能很好地降解纤维素的菌株。
5. 培养单一菌株:将所得到的优良菌株进行单一化处理,并进行在基于液体培养基中大量生产。
四、生产应用1. 生产培养液:利用大质量生产的单一菌株,生产木质纤维素降解菌培养液。
2. 将所获得的菌株加入堆肥中:根据堆肥原料的特点,适当调整降解菌添加量,加入筛选得到的木质纤维素降解菌到堆肥中,加速堆肥的成熟过程,提高堆肥品质。
3. 将获得的菌株应用于生物质降解和生物质转化工程:将所获得的菌株应用于生物质能源开发,例如生物乙醇和生物柴油的生产,从而实现木质纤维素的高效利用。
五、质量控制要求1. 筛选得到的优良菌株应符合菌种鉴定标准,如生物特性、代谢途径、遗传特性等。
2. 优良菌株的筛选应该有重复性和可重复性,同时筛选得到的菌株应该色泽正常,存活率高。
3. 如果需要将筛选得到的菌株应用于生物质能源开发,应对所得到的菌株进行基因治疗,减少或消除对人体或环境的潜在危害,以保证其应用安全性和环保性。
六、安全措施1. 实验室操作过程中,应注意微生物的无害化处理和卫生管理,进行废弃物和培养基的规范处理。
分解纤维素微生物的分离方法与技巧绪论近年来,随着环境污染问题的日益突出,分解纤维素的微生物研究变得越来越重要。
纤维素是一种复杂的多糖类化合物,其有效降解对于生物质资源的利用具有重要意义。
本文将介绍一些常用的分离方法与技巧,以期为相关研究提供参考。
一、物理分离方法1. 筛选法筛选法是常用的物理分离方法之一。
通过对样品进行适当的物理处理,如研磨、过筛等,可以将纤维素微生物与其他杂质分开。
这种方法简单易行,但存在一定的局限性,无法区分不同种类的微生物。
2. 显微镜观察法显微镜观察法可根据微生物的形态特征进行分离。
将纤维素样品放置在显微镜下进行观察,识别并分离出目标微生物。
这种方法适用于微生物数量较少的情况,但需要一定的显微观察技巧。
二、化学分离方法1. 酸碱处理法酸碱处理法通过调节样品的酸碱度来分离目标微生物。
纤维素微生物对酸碱度较敏感,可以利用这一特性实现分离。
例如,可以将样品浸泡在酸性溶液中,使纤维素微生物脱离样品并转移到溶液中,然后用适当的方法将其分离收集。
2. 加热处理法加热处理法是一种常用的化学分离方法。
纤维素微生物对高温较为敏感,通过加热样品可以使其脱离纤维素并转移到其他介质中。
例如,可以将样品加热至一定温度,使纤维素微生物被释放出来,然后采用适当的方法将其分离。
三、生物分离方法1. 生物筛选法生物筛选法是利用其他微生物对纤维素微生物的生物竞争关系来进行分离。
通过将待分离样品与其他微生物接种在同一培养基中,观察结果可以得出纤维素微生物的分离情况。
2. 培养方法培养方法是常用的生物分离方法。
可以利用纤维素微生物的特殊生长要求,构建适合其生长的培养基,从而分离目标微生物。
例如,可以选择添加纤维素作为碳源的培养基,利用纤维素微生物对碳源的特异性降解,进行分离。
结论分解纤维素微生物的分离方法与技巧多种多样,不同的方法适用于不同的研究目的和样品特点。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的分离方法,并结合其他分析手段进行综合分析。
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。