高温木质素降解菌Geobacillus caldoxylosilyticus J16的筛选及其产酶发酵性质研究

论文摘要

从张家界、白云山采集到的朽木落叶中,在65℃高温的条件下,经分离、纯化后,获得了若干株能降解木质素的菌株,选出其中透明圈最大的菌株,在BM平板上打若干小孔,滴入其粗酶液,然后用1%的三氯化铁和铁氰化钾染色,用0.9%的生理盐水脱色后选出透明圈最大的菌株。在BM液体培养基中,将该菌培养过夜,取其粗酶液滴入CMC平板的孔中,经刚果红染色后,发现该菌不降解纤维素。扩增其16S保守序列,鉴定为地芽孢杆菌,命名为Geobacillus caldoxylosilyticus J16,此菌嗜热,耐高温,只降解木质素且不降解纤维素,对造纸业和可再生能源产业具有重要意义。地芽孢杆菌Geobacillus caldoxylosilyticus J16经革兰氏染色后,显示为阳性,镜检菌体呈杆状。菌株在50℃-65℃的条件下均可生长。本文通过对木质素中两种酶即木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶活性的研究,确定了木质素过氧化物酶的最适温度和pH分别是为65℃和4.0,培养96个小时和接种量为5%时,酶活力最大,在55℃至70℃之间时酶活力较其他温度高且较稳定；锰过氧化物酶最适温度为60℃,最适pH为3,在温度为55℃至65℃之间时,活力较其他温度高。作者发酵了黄豆杆、玉米杆、芝麻杆、油菜杆、锯末、小麦杆这六种农、林废弃物,通过发酵前后的比较,说明了J16菌株对木质素降解的最大减少量为8.7%。上述数据显示此菌可以应用于废弃秸秆的处理和造纸厂污水的处理,对环保有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 前言
• 第一章: 文献综述
• 1.1 木质素的结构特点
• 1.2 木质素的应用
• 1.2.1 木质素在水泥及建筑工业中应用
• 1.2.2 木质素可以用作胶黏剂
• 1.2.3 木质素可以被用做装饰材料
• 1.2.4 木质素可被用做表面活性剂和分散剂
• 1.2.5 木质素在塑料工业中的应用
• 1.2.6 木质素可做吸附剂
• 1.2.7 木质素可以用来合成高分子材料
• 1.2.8 木质素在化肥方面的应用
• 1.3 木质素的生物合成
• 1.4 木质素的降解机制
• 1.4.1 木质素过氧化物酶的催化作用
• 1.4.2 锰依赖过氧化物酶的催化作用
• 1.4.3 漆酶的催化作用
• 1.5 木质素的降解
• 1.6 木质素降解菌的研究现状
• 1.7 木质素酶
• 1.7.1 木质素过氧化物酶
• 1.7.2 锰过氧化物酶
• 1.7.3 漆酶
• 1.8 木质素的酶活力测定方法的探讨
• 1.8.1 木质素过氧化物酶酶活力的测定
• 1.8.2 锰过氧化物酶活力的测定
• 1.8.3 漆酶酶活力的测定
• 1.9 有机溶剂法提取木质素研究进展
• 第二章 高温木质素降解菌的筛选及其鉴定
• 前言
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 菌种来源
• 2.1.2 主要的试剂和药品
• 2.1.3 实验仪器
• 2.1.4 培养基
• 2.1.5 主要的溶液和试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 菌种的分离、筛选
• 2.2.2 对纤维素是否有降解能力的对照
• 2.2.3 菌种的鉴定
• 2.2.4 菌株的培养及酶液的制备
• 2.2.5 发酵后木质素含量的测定
• 2.2.6 酶活力的测定
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 菌株的分离和筛选
• 2.3.2 菌种的形态学鉴定
• 2.3.3 菌种种属鉴定
• 2.3.4 是否对纤维素具有降解作用
• 2.3.5 不同因素对菌株产酶的影响
• 2.3.6 酶性质研究
• 2.3.7 对农业中各种废弃秸秆的降解作用
• 2.4 结论与研究展望
• 2.4.1 结论
• 2.4.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果