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几种真菌对稻草生物降解的研究

作　者: 杜海萍
导　师: 宋瑞清
学　校: 东北林业大学
专　业: 森林保护学
关键词: 稻草真菌生物降解木质素降解酶类漆酶
分类号: TQ925
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 360次
引　用: 2次
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内容摘要

运用菌物学、生物化学及生物技术等研究方法对9个真菌菌株对稻草生物降解进行研究,筛选出选择性降解稻草木质素的高酶活菌株,对其产漆酶的培养条件进行优化,对所产漆酶进行分离纯化,测定了漆酶的部分动力学特征。通过PDA-Bavendamm平板显色反应、PDA-RB亮蓝显色反应、变色圈试验对各菌株对稻草的生物降解能力进行了定性筛选,利用菌株产生的变色圈直径和菌落直径的大小来判断各菌株对木质素的优先降解能力。结果表明:糙皮侧耳、彩绒革盖菌、粗毛栓菌3菌株产漆酶及过氧化物酶能力较强,且优先降解木质素。在对稻草15d的降解中,彩绒革盖菌的木质素降解率最高,为24.10%:粗毛栓菌次之,为20.09%。稀硬木层孔菌的综纤维素降解率最高,为25.62%;糙皮侧耳最低,为2.23%。糙皮侧耳的SF指数最高,为7.36;粗毛栓菌次之,为2.48。上述:3菌株在对稻草固体基质降解60天内,粗毛栓菌对木质素的相对降解率（68.53%）最高,彩绒革盖菌对综纤维素的相对降解率（78.42%）最高。粗毛栓菌降解木质素的选择性优于糙皮侧耳、彩绒革盖菌,而彩绒革盖菌降解综纤维素的选择性优于糙皮侧耳、粗毛栓菌。液态、固态培养产酶活性试验结果表明,粗毛栓菌为选择性降解稻草木质素的高酶活菌株,为Lac、Mnp、Hcel的高产菌株,对天然木质纤维素基质有很强的降解能力,且分泌漆酶的能力最强。粗毛栓菌产漆酶最佳培养条件为:碳源为蔗糖（5g/L）,氮源为蛋白胨（1g/L）,最适初始pH值为4.0,诱导剂为吐温-80:母液和发酵液的最佳培养方式均为振荡培养。运用80%硫酸铵盐析、透析、DEAE-Sepharose FF离子交换层析、Sephadex G-75凝胶层析方法对粗毛栓菌所产漆酶进行了分离纯化,最终纯化倍数达12.48,活力回收率为21.4%。该漆酶符合酶促反应动力学特征。粗漆酶最适反应温度为40℃,纯化漆酶为30℃:粗漆酶最适反应pH值为5.0,纯化漆酶为4.5。金属离子对漆酶活力的影响很大,当金属离子浓度为5mmol/L时,Na⁺、Zn²⁺、Cu^2-对漆酶有较明显的促进作用,Ca²⁺对漆酶活力有一定的抑制作用,而Fe²⁺对漆酶是完全的抑制作用。该漆酶氧化ABTS的米氏常数Km值为15.47μmol/L。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-23
  1.1 秸秆木质素生物降解的研究  9-12
    1.1.1 木质素的化学结构  9-10
    1.1.2 植物中木质素的存在状态  10
    1.1.3 木质素生物降解的微生物  10-12
  1.2 白腐菌的研究进展  12-20
    1.2.1 白腐菌的生物学背景  12
    1.2.2 白腐菌对木质素的生物降解  12-14
    1.2.3 木质素降解酶  14-20
  1.3 研究展望  20-21
  1.4 本课题来源及主要研究内容  21-23
    1.4.1 本课题来源  21
    1.4.2 主要研究内容  21-23
2 选择性降解木质素的高酶活菌株的筛选  23-32
  2.1 试验材料  23-24
    2.1.1 菌种  23
    2.1.2 培养基  23-24
  2.2 试验方法  24-26
    2.2.1 菌种活化和平板培养  24
    2.2.2 PDA-Bavendamm显色试验  24
    2.2.3 PDA-RB亮蓝显色试验  24
    2.2.4 变色圈试验  24-25
    2.2.5 木质素降解试验  25-26
  2.3 结果与分析  26-30
    2.3.1 选择性降解木质素的高酶活菌株的定性筛选  26-28
    2.3.2 木质素降解试验结果  28-30
  2.4 本章小结  30-32
3 酶活及木质素、综纤维素降解随时间变化的研究  32-40
  3.1 试验材料  32
    3.1.1 菌种  32
    3.1.2 培养基  32
  3.2 试验方法  32-34
    3.2.1 液体培养条件下酶活的测定  32-33
    3.2.2 固体培养条件下酶活的测定  33-34
    3.2.3 固体培养条件下木质素、综纤维素生物降解规律  34
  3.3 结果与分析  34-38
    3.3.1 液体、固体培养条件下的产酶结果  34-37
    3.3.2 固体培养条件下木质素、综纤维素生物降解规律  37-38
  3.4 本章小结  38-40
4 粗毛栓菌产漆酶培养条件的优化  40-44
  4.1 试验材料  40
    4.1.1 菌种  40
    4.1.2 培养基  40
  4.2 试验方法  40-41
    4.2.1 碳、氮源对酶活的影响  40
    4.2.2 碳源、氮源和pH值的组合对酶活的影响  40
    4.2.3 不同诱导剂、不同培养方式对酶活的影响  40-41
  4.3 结果与分析  41-43
    4.3.1 碳源、氮源对酶活的影响  41
    4.3.2 碳源氮源和pH值的组合对酶活的影响  41-43
    4.3.3 不同诱导剂、不同培养方式对酶活的影响  43
  4.4 本章小结  43-44
5 粗毛栓菌漆酶的分离、纯化及酶学特性的研究  44-55
  5.1 试验基本原理  44-48
    5.1.1 考马斯亮蓝法测定蛋白含量  44
    5.1.2 浓缩方法选择依据  44
    5.1.3 凝胶层析的基本原理及操作  44-47
    5.1.4 离子交换层析基本原理及操作  47-48
  5.2 试验材料  48
  5.3 试验方法  48-50
    5.3.1 样品制备  48
    5.3.2 样品分离纯化  48-49
    5.3.3 温度对漆酶(Lac)活性的影响及温度稳定性  49
    5.3.4 pH值对漆酶(Lac)活性的影响及稳定性  49
    5.3.5 米氏常数  49
    5.3.6 金属离子对漆酶(Lac)的影响  49-50
  5.4 结果与分析  50-54
    5.4.1 漆酶(Lac)分离纯化  50-51
    5.4.2 室温下漆酶的反应历程  51
    5.4.3 温度对粗漆酶活性的影响  51
    5.4.4 pH值对粗漆酶活性的影响及最适温度、pH下的漆酶稳定性  51
    5.4.5 温度对纯化漆酶活性的影响和最适反应物温度下的漆酶稳定性  51-52
    5.4.6 pH值对纯化漆酶活性的影响及最适温度、pH下的漆酶稳定性  52
    5.4.7 米氏常数  52-53
    5.4.8 金属离子对漆酶的影响  53-54
  5.5 本章小结  54-55
6 结论与讨论  55-58
  6.1 结论  55-56
  6.2 讨论  56-58
参考文献  58-67
附录1 主要仪器设备、试剂及溶液的配制  67-70
攻读学位期间发表的学术论文  70-71
致谢  71-72

几种真菌对稻草生物降解的研究

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