纤维素分解菌群的分离和筛选

纤维素分解菌群的分离和筛选

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纤维素分解菌群的分离和筛选L/

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(南京农业大学自然资源与环境科学院，京 2 0 9 )南 1 0 5摘要滤纸平扳法结合摇床培养筛选到 2纤维素分解能力较强的混合菌 Ml M2在以纤维素为碳源的个和。

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培养涟中，8 C振荡培养 4,纸纤维素失重率分别达 5 . 3和 5 . 2,经处理的稻草秆纤维素失重 2 滤 d 75 4 9未率为 3 . 2和 3 . 1。膨化稻草比稻草秆易分解，维素降解率可达 6 . 3和 6 . 2。经初步鉴定， 88 6 2纤 8 8 0 0 Ml由术霉和芽孢杆菌 B a组成， M2由术霉 F 2和芽孢耗菌 B a组成。实验结果表明，由真菌、细菌组成的混合菌分解纤维素的能力嘎显强千其中任何一个单一菌株，

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目前国内外对分解纤维素能力较强的术霉及其酶活性研究较多，关木霉与细菌的混有

合菌分解纤维索及其同相互作用的机理刚较少报道。本试验分离筛选到 2个纤维分解能力较强的混合菌，并对纤维索分解菌与其伴生菌的相关性作了初步的探讨，以期将之用于秸秆还田，速有机肥腐熟和提高土壤肥力。加

I材料与方法I1材料 .

采集于紫金山森林的土样和本校牧场的畜粪；海长虹塑料厂出品的粘度 6 0上 0~ 10 0c的羧甲基纤维素钠 (MC; 0 P C )稻草粉碎后用膨化机处理的膨化稻草；新华一号滤纸。

国家自然科学基金资助珂目 i收碥日期 l9 50—O 1 9 - 92

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培养基为： I羧甲基纤维素钠 ( MC)养基Ⅲ; 2发酵培养基 I(/ )尿素 5 () C培 () gL:,K o., P ., S 7 2 ., e O 7 2 . 5 Mg O一 H2 . 2酵母浸出液 H2 P I K H O 1 Mg O. H 5 F S d H O 0 0, S O 0 0, 0

0 2稻草秆 (稻草粉 )0或滤纸条 I,馏水 ( 0,p .~ 72;3发酵培养基 .,或 2(∞蒸 10 0ml H 7 0 . ) ( )n(/: N 3 ., O。, a l 6 ., S j ., C ., e l0 0,草 g L) Na O 5 KH2 2 P I C C 2 H2 0 I Mg O 3 Na l 1 F C 3 . I稻 O 0 0

2( 0或滤纸条 1 )蒸馏水 10 0ml H自然；4固体滤纸培养基：酵培养基 l中加质量 0. 0,p ()发浓度为 2/ 0gL的琼脂 .草换成滤纸片，好平板后将滤纸片铺在培养基上。稻倒 I2方法 . I2 i纤维分解菌的分离和纯化 . .在滤纸平板上点样品，8 C培养 I 2 d出现透明斑，其 4将移入无菌水中进行系列稀释后涂于 C MC平板，8℃培养 4d分离得到单菌落。将所得单菌 2,落分别单独和相互配合回接到滤纸平板及 C MC平板上，者根据滤纸液化程度，者根据前后羧甲基纤维素酶相对活性来筛选分解纤维索能力较强的单菌株及混合菌群。

I 2 2纤维素分解苗的发酵培养 ( ) .. 】将菌种分别接至装有 5 1 0m以滤纸为唯一碳源的发酵培养基 1和 l中，8℃振荡培养 4d ( )菌种分别接至含有 5含稻草秆 (稻草 2。 2将 Oml或粉 )发酵培基养 IⅡ中，8℃振荡培养 4d的和 2。 12 3羧甲基纤维素酶相对活性测定 ..将菌种接种在 C MC平板上，8c培养 2d 2 。用质量浓度为 05m/ . g L的刚果红染色 5ri,去染液，溶解圈直径，计算 C n倾 a测并 MC酶相对活性 ( )A一溶解圈直径 (m)菌体培养时间 () A: c/ d 12 4纤维素含量测定 ..按重铬酸钾一量法测定铷。碘 I2 5稻草粉、纸失重的测定

用滤纸过滤发酵液，残留物 8+.滤将 0℃烘干称重，减重法用计算出稻草、纸失重率。滤 I2 6纤维素分解率的计算 ..分解率根据下式计算：…,X

对聩佯品纤维索含量×样品莺量一砖体纤维索含量×张体莺骨

2结果与分析 2 1纤维素分解菌的分离 .分别以滤纸和 CVC为唯一碳源反复进行初筛和复筛，得 2个混合菌 MI M2它们 I I获和，既能在滤纸平板上迅速分解滤纸，能迅速液化 C .养基。经初步鉴定， I由木霉 (又 MC培 M e￣ 'aF、/ om ) i芽孢杆菌 (￣/ sB组成 ) u B r#) a g M2由木霉 F、 2芽孢杆菌 B组成。 a表 l培井 3d后不同菌株 ( ) c群在嗽平板上的生长Tab e l Gr l ow t o s a od h fIol t I . s CM C ! a e a t r 3 d y u t e l f r fe I s c J t (t '

在 C MC平板上， 1F F、 2生长迅速、可铺满整个平板液化 C 8 d即但 MC较慢。MIM2则、可使 C MC迅速液化，且其中的 B并 a也能随着真菌的生长而向外扩散，快 C加 MC液化程度

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3期

史玉英等：纤维素分解菌群的分离和筛选

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( 1。表 )

在滤纸平板上接种 2 4 h后， 1 F即开始生长， F、2菌落直径迅速扩大，6h菌落直径达 9 3Ct T但滤纸分解程度较低， 1,只在菌落中央滤纸变得透明，而扩展处滤纸变化不明显。B a单独在滤纸上培养 7 d仍无分解现象。、则在接种后迅速生长，生长速度与真菌相近， MI M2其但滤纸分解程度远大于 F 1或 F 2菌株 ( 2。表 )表 2培养 5 d后不同菌对滤纸的分解Ta l c b e 2 De om p￣ l n o 1 f le a e f e ay ul r i f r nt s r m c . ato 1 i t r p p r a t r 5 d s c t e of d f e e tai u

上述结果表明，合菌纤维素分解效果明显强于单一菌株。细菌 B混 a单独在滤纸上不能

扩散生长，就限制了 B对滤纸的分解利用。但在真菌的参与下，这 a细菌能随着真菌扩散生长，而促进

了滤纸和 CV从 IC的分解由于分解纤维素的酶是由多种组分组成的酶体系，分 I组之间存在着明显的协同作用’,以，a]所 B分别与 F、 2 1F相互补充来促进纤维素的快速分解。 2 2纤维分解菌 ( )纤维素的作用效果 .群对2 2 1分解滤纸活性及纤维素失重比较由表 3可见，发酵培养基Ⅱ中，合菌 MIM2 . .在混、 分解滤纸的能力均大于单一菌， 4d可分解纤维素 5 . 2~ 5 . 3。而细菌 B 4 9 75 a分解能力很弱。

由于发酵培养基 I中加有尿素，菌易发生氨化产生铵 .培养液在发酵过程中 p细使 H值 上升，养第 4d p培 ,H上升至 1 0以上，真菌生长不良。而在混合菌分解纤维素过程中真菌使起着重要的作用。所以 p H稳定并保持偏酸性对 MlM2分解纤维素是必要的。、表 3不同菌株对滤纸分解能力的比较Ta l c b e 3 De omp a t biiy on f le a e l d e蜘 ts r n os lon a lt t r p p r o 址f l i t ai s

注：滤纸原重为 0 5g培养基 I酵终止 p .,发 H为 1 .;养基 I酵终止 p为 5 5 0 0培发 H .。F l rp p rwe s 0 5 g a b f r e n a i n i e a e ti . | m e o e f me tt .T e p s d mii m i, 1 . f t o h H ue d u i 0 0 a s fr na in e me t t;Th o e

p sd mii m I s5 5 atrf r na in H ue du i . f e me tt . e o

2 2 2未处理稻草秆和膨化稻草粉的分解 ..

Ml M2对未处理的稻草秆降解能力也明显优、

于单一菌株。于膨化稻草粉，对各菌株的分解率均有所提高( 4。、在 4表 ) MlM2 d内分解纤维素可达 6以上，是由于稻草膨化处理后，维素酶更易接触到纤维素的缘故。 0这纤

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表 t不同菌对稻草秆和膨化稻草粉的分解Tab e 4 D e o po i o 0f u r at d rc t l d s r w owd r by di e e t sr i￣ l

c m s t n nt e e i e s a k an t a p i e f rn an t

注：稻草原重为 1 0。STw s l w【s1 0 rm eo fr na o . . 0g tz t k e i . 0ga bf￣ emetU n; a

3讨

论,在使获得的纯种仍保持纤维但

前人对纤维素分解菌的分离 .拟定出一些方法[曾

分解活力上都还存在一些问题。作者在分离过程中也发现 .集的样品在滤纸上富集培养 .采 降解滤纸能力强，且分解速度也较快，在平板上分离纯化成单菌落后，用纤维索的能而但利力大大降低。但通过与单一菌株的配合，其混合发酵，、使 M1M2可使纤维分解能力明显提高。是由于不同菌株产生不同类型的纤维素酶，合在一起后相互作用的结果。至于每种这混单一菌株产生的酶属哪一类型及其活性如何还有待进一步研究。 培养基的 p H对 M1 M2解纤维索的影响很大。发酵过程中需调节发酵液 p保持和分 H,中性偏酸方可达到较好的分解效果。这与混合菌中含有真菌有一定的关系。

混合菌 Ml M2稻草纤维素的降解优于单一菌株。为直接用于稻草或稻草粉的分和对这解提供了一个很好的菌种组合参考文献

l王祖农，秀康 .家宽，{颐李等山东城阳地区盐土地带需氧性分解纤维素细菌的研究 .植物学报， 9 7 6 1 5,( 3): 7~ 2 2l 34

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3朱展才 .稻麦质量分析 .北京：中国食品出版社，9 8 2~5 17 . 1 6 4谭蓓英，王大耜 .一个嗜热分解纤维素的梭苗新种的鉴定 .生物学报，9 2 3 ( ) l 5 1 0微 1 9,2 3:5~ 65 H a W,Sr nva an V t r Y i i s R. 1olto￣a b r ce[at o e 1 s— i丑ng b c e i s ai r nd c a a trz i on f a c uu 0 e ut1 i a t rum.

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世，晓林， .芽孢杆菌 E际等 2菌纤维素酶性质的研究 .馓生物学报， 9 3 3 ( ) 4 4 3 19,3 6 3￣4 8常 -木霉纤维素酶的诱导形成及其调节 .镦生物学报，9 8 1 (: 0￣3 1 1 7 .8 )3 2 3

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