本文旨在将降解木质素的微生物与高效降解纤维素的微生物进行复合,以提高玉米秸秆的降解率,为秸秆后续的有机转化提供参考。首先从山西农业大学生物工程实验室保藏的高效降解纤维素的菌种中筛选出一株主发酵菌株和两株备选辅助菌株,然后筛选出与主菌株协同作用好,能产生较完整纤维素酶系的辅助菌株进行复合菌系的构建。其次对已筛选出的复合菌系(里氏木霉/枯草芽孢杆菌S3)进行发酵条件和培养基配方的优化。最后从五种降解木质素的白腐真菌中选出生长速度快且玉米秸秆降解率高的黄孢原毛平革菌,对玉米秸秆段进行预处理,考察了其与所构建复合菌系的协同降解玉米秸秆的效果,为秸秆的有效利用奠定基础。主要研究结果如下:(1)首先对实验室保藏的2株木霉(里氏木霉和绿色木霉)、3株黑曲霉(黑曲霉Y8、黑曲霉Y9、黑曲霉Y14)和3株枯草芽孢杆菌(枯草芽孢杆菌S1、枯草芽孢杆菌S2、枯草芽孢杆菌S3)共8株菌的三种纤维素组分酶活和滤纸酶活在10 d内的峰值及其出现时间等进行了测定比对。结果表明,木霉和枯草芽孢杆菌的β-GA/FPA比值在0.12～1.50范围内,黑曲霉β-GA/FPA比值大于上限1.50。其中里氏木霉的各种酶活力峰值均比绿色木霉高,且出现时间比较一致,黑曲霉Y9的四种酶活力显著高于其他两种黑曲霉,枯草芽孢杆菌S3的四种酶活力的峰值略比另外两株的高,且峰值出现时间较协调一致。综合考虑,选择里氏木霉为复合菌系中的主发酵菌株,黑曲霉Y9和枯草芽孢杆菌S3为备选复合菌株。(2)对筛选出的三株单菌株进行复合发酵,在组合1(里氏木霉/黑曲霉Y9)和组合2(里氏木霉/枯草芽孢杆菌S3)中进行选择,以四种酶活、β-GA/FPA比值和还原糖含量为指标,综合考虑得到组合2四种酶活协同一致且β-GA/FPA比值在0.12～1.50范围内,有利于降解玉米秸秆,因此构建了复合菌系:里氏木霉和枯草芽孢杆菌S3。然后对复合菌系的接种时间和接种比例进行了研究,结果表明,当总接种量一定时,里氏木霉和枯草芽孢杆菌S3同时接入,接种比例为1:1效果最佳,还原糖含量为238.573μmol/100mL。(3)利用响应面8.06软件以高效降解纤维素的复合菌系的发酵条件(发酵温度,发酵时间和总接种量)这三个因素为自变量,还原糖含量为因变量进行优化,得到复合菌系的最佳发酵条件为发酵温度30.14 ℃,发酵时间5.4 d及复合菌系总接种量为8.34 mL,玉米秸秆经降解后的还原糖含量为262.735 μmol/100mL,比优化前提高1.10倍。(4)通过单因素试验在辅助碳源麸皮、五种氮源(酵母膏、酵母粉、蛋白胨、胰蛋白胨和尿素)、碳氮比、两种营养盐(氯化钠和磷酸二氢钾)和生长因子抗坏血酸中筛选出四个因素继而通过响应面试验设计进行培养基配方优化。得到高效降解纤维素复合菌系的培养基成分,即以玉米秸秆为唯一碳源,酵母粉为唯一氮源,氯化钠和磷酸二氢钾为营养盐,抗坏血酸为生长因子,得到最优培养基配方为:碳氮比7.11:1,氯化钠0.61%,磷酸二氢钾0.1525%和抗坏血酸0.0528%,比优化前提高1.98倍。(5)为了进一步提高玉米秸秆的降解效率,采用了黄孢原毛平革菌、平菇、秀珍菇、香菇和杏鲍菇五种降解木质素的白腐真菌对玉米秸秆进行了预处理,通过对比生长速度和玉米秸秆降解率,最后优选出生长速度最快、降解率最高的白腐真菌黄孢原毛平革菌作为预处理玉米秸秆的微生物。然后将其与降解纤维素的复合菌系进行了联合培养共同处理玉米秸秆,得到当黄孢原毛平革菌的接种量为9片,预处理时间为15d时,玉米秸秆降解率达到40.2%,降解效果最好。