论文部分内容阅读
纤维素作为地球上最为丰富的可再生资源,除了少部分的农作物的秸秆被还田之外,大部分都被焚烧、废弃,不仅没有得到高效率的利用,反而引起了严重的环境污染问题。目前纤维素类物质的处理方法有物理降解方法、化学降解方法以及生物降解方法。其中纤维素的生物降解法由于符合绿色、生态、环保的理念而成为当今研究的热点。反刍动物的瘤胃内存在大量的纤维素降解菌,所以反刍动物消化降解纤维素高效。黑山羊作为反刍动物主要在我国南方省份作为家禽饲养。其消化能力强,生长迅速,是我国公认的无公害草食类地方良种。目前国内外对于反刍动物瘤胃微生物的研究多以牛、鹿及骆驼等为主,而关于黑山羊瘤胃微生物的研究尚属空白。本研究拟从黑山羊瘤胃内分离筛选纤维素降解菌,并对其降解特性进行研究,为日后秸秆还田,特别是双季稻茬口秸秆的快速腐解提供理论依据和实践基础。研究结果如下:(1)纤维素降解菌的分离筛选与鉴定从长沙红星屠宰市场获得健康的黑山羊瘤胃内容物,通过富集及稀释分离的方法初步获得16株纤维素降解菌,采用刚果红染色法及滤纸崩解试验进行进一步筛选,共得到4株降解效果较好的纤维素降解菌L1、C3、B4、L6。对这4株菌株进行16SrDNA测序及系统发育分析,鉴定结果是L1为苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi);C3为克雷伯氏菌(Klebsiella variicola);B4为莴苣不动杆菌(Acinetobacter lactucae);L6为肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)。(2)纤维素降解菌的酶活性研究以水稻秸秆作为唯一碳源,对筛选出来的4株菌株进行发酵产酶培养,采用3-5,二硝基水杨酸显色法(DNS)测定其羧甲基纤维素酶活(CMCase)和滤纸酶活(FPA)。结果显示:这4株菌株的CMCase酶活力L6>L1>C3>B4,依次为96U/mL、74U/mL、67U/mL、47U/mL。其中CMCase酶活力最高的是L6菌株,最低的是B4菌株;FPA酶活力L6>L1>C3>B4,依次为71U/mL、51 U/mL、45 U/mL、38 U/mL。其中FPA酶活力最高的是L6菌株,最低的是B4菌株。一般来说CMCase活力超过50U/mL,FPA酶活力超过40U/mL即认为该菌为纤维素酶高产菌,因此,本研究获得的L1、C3、L6菌均为纤维素酶高产菌。(3)纤维素降解菌的降解特性研究以滤纸和水稻秸秆作为底物,测定试验菌株在第5d和第10d时滤纸和秸秆的干重并进行称量,计算其降解滤纸和水稻秸秆的降解速率。试验结果显示:供试菌株对滤纸的降解效果要优于水稻秸秆。第10d时滤纸降解率L6>L1>C3>B4,分别是92.5%、85.5%、70.2%、60.9%;稻秆降解率L6>L1>C3>B4,分别是37.7%、23.9%、20.2%、11%。此结果与酶活大小的测定结果一致,进一步验证了4株纤维素降解菌产酶能力与稻秆降解能力。