一株降解纤维素嗜热真菌的筛选、鉴定及其产酶条件的优化
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54卷1株纤维素降解细菌的筛选及其对甘蔗叶的降解效果史国英1,曾泉1,叶雪莲1,马明亮2,胡春锦1*(1广西农业科学院微生物研究所,广西南宁530007;2广西兴安县农业农村局,广西桂林541300)摘要:【目的】筛选对甘蔗叶有降解效果的细菌菌株,为其在蔗叶还田中的应用及甘蔗叶田间高效生物腐解剂和纤维素酶制剂产品的研发提供参考。
【方法】用以甘蔗叶粉为唯一碳源的培养基对田间腐解甘蔗叶样品中的降解菌进行富集,通过刚果红培养基初筛和羧甲基纤维素酶(CMCase )活性测定复筛纤维素降解菌,结合形态特征和16S rDNA 序列分析,明确筛选菌株的系统分类地位;分析经菌株发酵处理后甘蔗叶的失重率,利用透射电镜和扫描电镜观察甘蔗叶超微组织结构变化,明确菌株对甘蔗叶的降解效果。
【结果】经过初筛和复筛,获得1株高效产CMCase 菌株XW005,其纤维素酶活力为80.51U/mL ,经16S rDNA 序列及系统发育分析,将XW005菌株鉴定为Brucella intermedia 细菌(NCBI 登录号:MW538324.1)。
电镜观察甘蔗叶显微结构,发现经菌株发酵处理的甘蔗叶表皮层开裂,维管束和质膜解体,受损的叶片呈疏松状态,平坦表面受到破坏,致密结构变得松散。
甘蔗叶降解试验结果表明,发酵处理20d 后,菌株处理的甘蔗叶失重率达45.09%。
【结论】菌株XW005是1株具有降解纤维素能力的细菌,在常温条件下可对甘蔗叶进行有效降解,具有潜在的开发价值和良好的应用前景。
关键词:甘蔗叶;纤维素降解菌;Brucella intermedia ;组织微结构中图分类号:S646.099文献标志码:A文章编号:2095-1191(2023)02-0488-09收稿日期:2022-11-09基金项目:广西自然科学基金项目(2020GXNSFAA297096);广西科技计划项目(桂科AB18221048);广西农业科学院基本科研业务专项(桂农科2021JM89,桂农科2021YT098)通讯作者:胡春锦(1973-),https:///0000-0003-1722-8143,研究员,主要从事农业微生物研究工作,E-mail :chunjin-hu@第一作者:史国英(1983-),https:///0000-0001-8528-7132,副研究员,主要从事农业微生物资源收集及评价研究工作,E-mail :*******************Screening of a cellulose-degrading bacterium and itsdegradation effect on sugarcane leafSHI Guo-ying 1,ZENG Quan 1,YE Xue-lian 1,MA Ming-liang 2,HU Chun-jin 1*(1Microorganism Research Institute ,Guangxi Academy of Agricultural Sciences ,Nanning ,Guangxi 530007,China ;2Agriculture and Rural Affairs Bureau of Xing ’an County ,Guilin ,Guangxi 541300,China )Abstract :【Objective 】To screen bacteria with degradation effects on sugarcane leaves ,and to provide reference forapplication of bacteria in sugarcane leaf returning and development of efficient biological decomposition agents and cellu-lase preparation products for sugarcane leaf in field.【Method 】Medium with sugarcane leaf powder as the only carbon source was used to enrich cellulose-degrading bacteria of sugarcane leaf decomposition in field.Cellulose-degrading bacteria were preliminarily screened using Congo red medium and rescreened via determination of carboxymethyl cellulose (CMCase )activity ,and according to analysis of morphological characteristics and 16S rDNA sequences ,systematic taxo-nomic classification position of the screened bacteria were made clear.Weight loss rate of sugarcane leaves after fermenta-tion treatment was analyzed and transmission electron microscope and scanning electron microscope were used to observe the change of sugarcane leaf ultrastructure ,so as to make clear effects of the strain on sugarcane leaf degradation.【Result 】Through preliminary screening and rescreening ,a strain of CMCase-producing strain XW005with cellulase activity of 80.51U/mL was obtained.According to analysis of 16S rDNA gene sequence and phylogenetic analysis ,XW005strain was identified as bacterium Brucella intermedia (NCBI accession number :MW538324.1).Electron microscopic observa-tion of sugarcane leaf microstructure showed that epidermis of sugarcane leaves under fermentation treatment of the strain2期·489·0引言【研究意义】甘蔗作为制糖业的主要原料,广泛种植于我国广东、广西、云南、海南等热带亚热带地区。
傅科鹤,范莉莉,陈慧颖,等.高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化[J].江苏农业科学,2021,49(3):214-218.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2021.03.038高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化傅科鹤1,2,范莉莉1,2,陈慧颖1,黄 颖1,张同林1(1.南昌师范学院生物系,江西南昌330032;2.地方鸡种遗传改良省级重点实验室/南昌师范学院生物技术研究所,江西南昌330032) 摘要:纤维素是自然界中分布最广泛的一种生物质能源,筛选能够高效降解纤维素的菌株对于开发利用这类物质具有重要意义。
从土壤中分离纯化获得一株高产纤维素酶的菌株TW063-3,通过形态学结合分子生物学鉴定得出,该菌株为草酸青霉。
通过单因素优化试验寻找最佳培养条件,然后通过正交试验确定关键因子的最佳参数。
筛选得出最佳培养条件:15g/L羧甲基纤维素钠+2g/L硝酸铵,pH值为3.0,200r/min培养6d。
在最佳培养条件下,酶活性比优化前提高了34.1%,达到524.4U/mL。
研究结果可为生物降解纤维素酶提供一定的理论及应用价值。
关键词:纤维素酶;草酸青霉;培养基优化 中图分类号:S182 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2021)03-0214-05收稿日期:2020-03-10基金项目:江西省教育厅项目(编号:151252、GJJ161233);国家自然科学基金地区项目(编号:31660020)。
作者简介:傅科鹤(1976—),男,江西南昌人,博士,讲师,主要从事微生物土壤修复研究。
E-mail:khfu0112@163.com。
通信作者:范莉莉,博士,讲师,主要从事木霉菌分子遗传研究。
E-mail:llfan31@163.com。
纤维素酶能够将自然界中最丰富的生物质能源———纤维素类物质分解成可溶性单糖,从而为大批量生产生物燃料乙醇提供廉价原料[1]。
一株纤维素降解细菌的筛选、鉴定及特性研究刘洁丽;王靖;李明【摘要】以羧甲基纤维素钠 (CMC-Na)为唯一碳源,首次从被微生物蚕食的柠檬叶样品上,筛选得到一株对木质纤维素具有明显降解效果的细菌,通过形态学和分子生物学研究,鉴定其为枯草芽孢杆菌,命名为L13;并研究了温度和pH值对菌株产酶的影响.结果表明,在pH值为5.0、50℃的最佳产酶条件下,CMCase 酶活最高达到5.21 U·mL-1.对扩大纤维素降解微生物的筛选和应用范围具有重要意义.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2010(027)004【总页数】3页(P54-56)【关键词】纤维素酶;降解;羧甲基纤维素钠;酶活;枯草芽孢杆菌【作者】刘洁丽;王靖;李明【作者单位】中国石油大学(北京)化学科学与工程学院,北京,102249;中国石油大学(北京)化学科学与工程学院,北京,102249;中国石油大学(北京)化学科学与工程学院,北京,102249【正文语种】中文【中图分类】Q939随着现代工业的发展、世界人口的增长,化石能源对环境造成巨大危害,人类越来越意识到寻找清洁可再生能源的迫切性。
来源于生物质原料的燃料乙醇以其可再生性、无污染性、不引起温室效应等特点而被公认为最有工业应用前景的可再生能源之一,因而得到了广泛的研究。
我国的纤维素资源非常丰富,仅农作物秸秆,每年就达6~10亿t[1]。
近年来,对秸秆类纤维素物质的利用主要采用生物法,即利用微生物将纤维素、半纤维素降解并转化为菌体蛋白[2],所以分离和筛选高效产酶的菌种显得极其重要,但目前所筛选的高效纤维素降解菌多为真菌,生长较慢,且菌体产色,不适于工业应用。
作者在此筛选出一株可利用玉米种皮纤维作为底物、高效产纤维素酶的细菌,对扩大纤维素降解菌种的筛选和应用范围具有重要意义。
1 实验1.1 材料与试剂柠檬叶样品:自然界采集,用生理盐水清洗,风干后处理成小段,备用。
羧甲基纤维素钠(CMC-Na)溶液:称取1 g CMC-Na,加入100 mL水,水浴加热使溶解,再加入pH值5.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液20 mL、水40 mL混匀,即得CMC-Na溶液。
纤维素酶是一种多组分的复合酶系,由内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶三种组分组成。
由于纤维素在自然界广泛分布,很多细菌、放线菌、酵母和霉菌都具有降解纤维素的能力。
此前纤维素降解菌的研究多以霉菌为主,而对细菌的研究着力较少。
近年来,随着中性纤维素酶和碱性纤维素酶在棉织品水洗整理工艺及洗涤剂工业中的成功应用,通过细菌发酵生产纤维素酶制剂已显示出良好的应用前景。
本文拟从土壤中筛选出产纤维素酶的细菌并进行初步鉴定,以期为纤维素酶制剂的生产提供可能的细菌菌种。
一、材料与方法1.材料(1)土壤样品。
从南京科技职业学院校园小树林堆放枯枝和落叶处采集腐殖土土样,五点取样,混匀,放入无菌的袋中备用。
(2)富集培养基。
牛肉膏3g,蛋白胨10g,NaCl 5g,琼脂15g,加水至1000mL,调pH7.0-7.2。
(3)初筛培养基。
羧甲基纤维素钠(CMC-Na)5g,(NH4)2SO44g,KH2PO4 2g,MgSO4·7H2O 0.5g,蛋白胨1g,琼脂15g,加蒸馏水至l000mL,pH自然。
(4)复筛培养基。
CMC-Na 2g,(NH4)2SO4 2g,KH2PO4 1g,MgSO4·7H2O 0.5g,NaCl 0.5g,刚果红0.4g 琼脂15g,加蒸馏水至l000mL,pH自然。
(5)液体发酵培养基。
CMC-Na 10g,蛋白胨10g,酵母粉10g,NaCl 5g,KH2PO4 1g,加蒸馏水至l000mL,灭菌后用无菌Na2CO3溶液调pH至10。
2.方法(1)土壤细菌的富集。
称取土样10g,放入装有玻璃珠和90mL无菌水的锥形瓶中,充分振摇。
取5mL悬液放入含45mL富集培养基的250mL锥形瓶中,37℃,150r/min振荡培养一昼夜。
(2)初筛培养基稀释涂布。
将富集后的土壤细菌培养物进行梯度稀释,取10-4,10-5,10-6三个稀释度各0.1mL于初筛培养基平板上进行稀释涂布,37℃倒置培养一昼夜,得到单菌落。
大熊猫粪便中纤维素降解菌的筛选及r其产酶条件的优化张智;尹文哲;雅男;马建章【期刊名称】《动物营养学报》【年(卷),期】2017(029)008【摘要】本试验旨在从大熊猫粪便中筛选出能够降解纤维素的菌株,并对该菌株进行鉴定和产酶条件的优化.利用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为唯一碳源的培养基,结合碘液染色法、滤纸分解试验和纤维素酶活力测定,从大熊猫粪便中筛选得到1株纤维素降解菌DL.结合形态学观察、生理生化特征和16S rDNA基因序列同源性分析,初步鉴定该菌株为Paenibacillus cookii LZ033,它是一种产芽孢且好氧的革兰氏阳性菌.为确定菌株DL的最佳产酶条件,选取培养基初始pH、培养温度、摇床转速以及装液量4个因素,在单因素试验结果的基础上,利用正交试验,确定菌株DL的最佳产酶条件为培养基初始pH为6、培养温度为35℃、摇床转速为125 r/min、250 mL三角瓶装液量为100 mL,在此条件下纤维素酶活力(以滤纸酶活力表示)为102.3 U/mL.%This experiment aimed to screen and identify the cellulose-decomposing bacterium isolated from the feces of giant pandas, and condition for producing cellulase was optimized. The cellulase-producing bacterium named DL was isolated from the feces of giant pandas, used the methods of sodium carboxymethylcellulose ( CMC-Na) as unique carbon source and iodine staining, disintegration of filter paper test and measurement of cellulase activity. Based on the morphological observation, physiological and biochemical characteristics and the result of sequences alignment of 16S rDNA, strain DL was identified as Paenibacillus cookiiLZ033. The strain of Paenibacillus cookii LZ033 was found to be a spore-forming, gram-positive aerobic bacterium. Medi-um initial pH, culture temperature, shaker speed and liquid medium volume were chosen to determine the opti-mum condition for cellulase production. On the basis of the single factor experiment, the orthogonal experiment was used to analysis the optimum condition for cellulase production of strain DL, which was shown as follows:medium initial pH 6, culture temperature 35 ℃, rotation speed 125 r/min, broth liquid medium volume 100 mL in 250 mL flask. Under the optimum condition, the activity of cellulose ( expressed in filter paper ac-tivity) was up to 102.3 U/mL.【总页数】9页(P2817-2825)【作者】张智;尹文哲;雅男;马建章【作者单位】东北林业大学林学院,哈尔滨 150040;哈尔滨医科大学附属第二医院,哈尔滨 150086;东北林业大学林学院,哈尔滨 150040;东北林业大学野生动物资源学院,哈尔滨 150040【正文语种】中文【中图分类】Q93【相关文献】1.竹林土壤中纤维素降解菌的筛选及产酶条件优化 [J], 蒋玉俭;李新鑫;孙飞飞;余学军;2.竹林土壤中纤维素降解菌的筛选及产酶条件优化 [J], 蒋玉俭;李新鑫;孙飞飞;余学军3.菜地土壤中纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化 [J], 宋旭来; 耿慧; 王兰萍4.烟草秸秆废弃物中纤维素降解菌的筛选、鉴定及产酶条件优化 [J], 梅金飞;刚利萍;余梅霞;徐华杰;吴福芳;戴亚;盛良全5.一株纤维素降解菌的筛选、鉴定及产酶条件优化 [J], 钟斌;陶文玲;倪思毅;安雪姣;夏祥;张庆华因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
一株高效纤维素降解细菌的筛选、鉴定及酶活测定刘露;公春艳;李丽;赵宏涛【期刊名称】《山东农业科学》【年(卷),期】2015(47)9【摘要】The corn straw stack samples in Jiaonan were used as bacterium sources to isolate and screen high -efficient cellulose -degrading bacteria,and then they were identified and their enzyme activities were de-termined.The results showed that ten cellulose -degrading strains were isolated through enrichment culture with corn straw as the only carbon source and the method of Congo red decolorization.One strain 0901 was screened out with higher production of cellulase by comparing the size of transparent circle.The enzyme activity of 0901 was tested as 1 267.43 U/mL through the method of 3,5 -dinitrosalicylic acid colorimetry (DNS)colorimetric method.According to the results of sequence alignment,the phylogenetic tree was bined with the analysis of morphological,physiological and biochemical characteristics,0901 was identified as Bacillus sub-tilis.Its degradation effect on corn straw was verified.The weight loss rate of corn straw after 30 days was 36.2%.It indicated that the Bacillus subtilis strain 0901 had higher cellulose degradation ability.%以胶南玉米秸秆堆积物为菌源,分离、筛选高效降解纤维素的菌株,并对其进行鉴定和酶活测定。
一株烟用产纤维素酶菌株的筛选、鉴定及酶学特性研究摘要本文旨在筛选、鉴定一株适于烟用产纤维素酶菌株,并初步研究该菌株的酶学特性。
结果表明,在多个烟草样品中筛选出了一株纤维素酶产生菌株。
通过形态学、生化特性、16S rRNA 序列分析等方法对该菌株进行鉴定,确定其为嗜好性纤维素酶分泌菌株。
进一步研究表明,该菌株能在较宽的温度和pH 条件下产酶,酶活稳定,酶活性随pH 变化而变化,最适pH 为4.8。
该菌株的发现为烟草纤维素降解与改良提供了新的思路。
关键词纤维素酶,烟草,菌株筛选,酶学特性,嗜好性纤维素酶AbstractThis paper aims to screen and identify a strain of cellulase-producing bacteria suitable for tobacco use, and to preliminarily studyits enzymatic characteristics. The results showed that a cellulase- producing strain was screened from multiple tobacco samples. Thestrain was identified as a cellulase-secreting strain with a preference forcellulose by morphology, biochemical characteristics, and 16S rRNAsequence analysis. Further studies showed that the strain was able to produce enzymes under a wide range of temperature and pH conditions, with stable enzyme activity. The activity of the enzyme changed with the pH value, and the optimal pH was 4.8. The discovery of this strain provides new ideas for the degradation and modification of tobacco cellulose.Keywords cellulase, tobacco, strain screening, enzymaticcharacteristics, cellulase preference正文1.引言烟草中含有大量的纤维素,其中某些成分的质量对烟草的质量、口感和产量有着显著影响。
高效纤维素降解菌的筛选鉴定及特性研究1. 本文概述随着生物技术的迅速发展,微生物在环保、能源等领域的应用备受关注。
高效纤维素降解菌作为其中之一,在解决全球气候变化、生物质能源开发等方面具有重要意义。
本文将围绕高效纤维素降解菌的筛选鉴定及特性研究展开论述。
高效纤维素降解菌的筛选鉴定是研究其特性的前提。
这一过程包括从自然界中采集样品,如土壤、腐木等,然后在选择性培养基上进行富集培养,初步筛选出能够降解纤维素的细菌。
通过形态学、生理学和分子生物学方法进行鉴定和纯化。
高效纤维素降解菌的特性研究包括生理学特性、代谢特性和营养需求等方面。
生理学特性方面,高效纤维素降解菌为好氧菌,最适生长温度范围为2535,最适pH值为0。
代谢特性方面,高效纤维素降解菌主要通过分泌纤维素酶进行纤维素的降解,这些酶在细胞内合成,然后分泌至细胞外,作用于纤维素分子不同位置,将纤维素降解为可溶性糖。
营养需求方面,高效纤维素降解菌生长需要碳源、氮源、磷源、钾源等,其中碳源主要为纤维素,氮源主要为有机氮,磷源和钾源则通过无机盐形式补充。
环境影响也是高效纤维素降解菌特性研究的一个重要方面。
在降解纤维素过程中,高效纤维素降解菌会产生二氧化碳气体,其释放量与纤维素的降解量呈正相关。
同时,高效纤维素降解菌在生长过程中可能会对培养基产生一定程度的污染,但可通过无菌操作等措施加以控制。
高效纤维素降解菌的筛选鉴定及特性研究具有重要的实践意义。
通过深入了解高效纤维素降解菌的生理学、代谢特性和营养需求等方面的特性,以及其对环境的影响,将为今后更好地开发利用纤维素资源、解决全球气候变化等问题提供理论支持和实践指导。
目前对于高效纤维素降解菌的研究仍存在一些不足之处,如不同种类的高效纤维素降解菌之间的协同作用机制尚不明确,以及如何提高纤维素降解菌的降解效率及降低生产成本等方面仍需进一步探讨。
未来,可以从这些方面展开深入研究,以推动高效纤维素降解菌的应用和发展。