芦笋老茎堆肥中嗜热放线菌的初步研究
芦笋老茎是一种不同于玉米杆、麦秆、稻草等秸秆的农业废弃物。对芦笋老茎进行堆制发酵进而得到高质量的食用菌培养料是利用这种农业废弃物的有效途径之一。要想建立和完善关于芦笋老茎堆肥的发酵工艺，首先应该研究清楚堆制发酵期间堆肥中微生物的多样性。许多研究表明嗜热放线菌是堆肥高温期的主要优势菌群。本论文对芦笋老茎堆肥过程中6个不同发酵阶段样品中的嗜热可培放线菌采用稀释涂布法进行了初步研究。
首先，通过平板计数研究了芦笋老茎堆料堆制发酵过程中可培嗜热放线菌数量的变化。从分离到的132株嗜热放线菌中，结合纤维素—刚果红平板透明圈法和滤纸条培养基筛选法进行纤维素降解菌的筛选，最后筛选到9株高效分解纤维素菌株。从这9株菌中，通过液体产酶培养基摇瓶发酵，提取粗酶液测定纤维素酶活，最终得到1株产酶活最高的菌株EG16，其CMC酶活力、FPA酶活力分别为8.89 U/mL、4.11 U/mL。
对分离到的可培嗜热放线菌菌株进行了菌落形态和显微形态观察，初步鉴定属于链霉菌属（Streptomyces）;通过归类筛选每个样品内不重复的菌株，筛选出42株目标菌株通过菌落PCR方法进行16S rDNA序列分析。根据16S rDNA序列分析结果，发现42株链霉菌中，14株（A样品1株、B样品3株、C样品5株、D样品4株、E样品1株）与热普通链霉菌(Streptomyces thermovulgaris)的序列同源性最高，9株（A样品2株、C样品1株、D样品1株、F样品5株）与白浅灰链霉菌(Streptomycesalbogriseolus)同源性最高，1株与Streptomyces espinosus同源性最高，3株与Streptomyces pseudogriseolus同源性最高，其它15株没有找到与其相似的链霉菌种的16S rDNA序列，分类地位待定。这些结果说明在芦笋老茎堆肥中白浅灰链霉菌和热普通链霉菌是主要的优势可培嗜热放线菌，而且一直存在于发酵的整个过程中。
采用单因素和正交实验对高产酶菌株EG16的产酶发酵条件进行了优化研究。通过单因素研究了碳源浓度、不同氮源及碳氮比、培养基初始pH值、培养温度、菌龄、装瓶量、金属离子及NaC1等对菌株EG16产纤维素酶的影响;设计了部分无机盐比例的正交实验和碳源、氮源、接种量及pH值的正交实验来研究其最适组合。最后得到的优化培养基和培养条件为:(1)产CMC酶培养基:芦笋老茎4.5％，酵母浸粉0.3％，(NH4)2SO40.6％, KH2PO40.1％, MgSO4·7H2O0.03％, CaCl20.01％, ZnCl20.002g/L,pH自然。装瓶量为70mL，接入液体菌种(15mL液体高氏+4mL孢子悬液，45℃、150r/min摇床培养3d)后，50℃、150 r/min摇床培养。(2)产FPA酶培养基:芦笋老茎4.5％，酵母浸粉0.3％，(NH4)2SO40.6％，KH2PO40.1％，MgSO4·7H2O0.03％，CaCl20.01％，NaCl0.15％，ZnCl20.002g/L，CoCl20.002g/L，pH自然。装瓶量为70mL，接入液体菌种(15mL液体高氏+3mL孢子悬液，45℃、150 r/min摇床培养3d)后，50℃、150 r/min摇床培养。
菌株EG16在优化的发酵条件下，产酶最佳时间提前了2天，第5天达到最高值，CMC酶活达到14.7012U/mL，提高了65.37％，FPA酶活达到6.04408 U/mL，提高了47.06％。
芦笋老茎堆肥;嗜热可培放线菌;分离鉴定;纤维素酶
山西大学
硕士
微生物学
韩建荣
2013
中文
S141.4
75
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）