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葡萄枝条木质素降解菌的筛选

作　者: 刘小刚
导　师: 王华
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 发酵工程
关键词: 葡萄修剪枝条木质素降解菌漆酶锰过氧化物酶降解率
分类号: S663.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

葡萄修剪枝条是葡萄园管理中产生的一种有机副产物。近年来,随着我国葡萄栽培面积的不断扩大,产生了大量的葡萄修剪枝条,尤其是葡萄冬剪枝条。由于葡萄冬剪枝条木质化较为严重,难于被降解,传统上这些枝条被随意堆放或焚烧,造成资源的严重浪费和环境污染。自然界中存在一些木质素降解微生物,可以实现葡萄枝条木质素的高效降解及转化,如白腐真菌。因此,筛选出高效的枝条木质素降解菌,为提高葡萄枝条木质素的降解效率,促进葡萄枝条的综合利用,具有重要的应用研究价值。本研究从葡萄园中腐烂的葡萄枝条上,进行分离纯化出木质素降解真菌,再通过愈创木酚平板显色法和苯胺蓝平板退色法初步筛选出产木质素降解酶类(漆酶、锰过氧化物酶等)较高的菌株,并对此筛选出的菌株进行液体产酶试验和固态降解实验,以进一步筛选出产木质素降解酶活高和枝条木质素降解能力强的高效菌株,然后分别研究培养温度和pH值对高效菌株固态降解作用的影响,以对高效菌株的固态降解条件进行初步优化,最后从形态学上对高效菌株进行菌种鉴定。研究结果表明:1.直接从腐烂的葡萄枝条上,分离纯化到24株在愈创木酚培养基平板上产生红棕色变色圈的木质素降解真菌。以此24菌株分别进行PDA-愈创木酚显色反应和PDA-苯胺蓝退色反应试验,初步筛选出产漆酶和锰过氧化物酶活较高的5个菌株,即A-11、A-02、A-40-1、A-21和A-51-1。2.以初筛到的5个菌株进行液态产酶试验,结果表明,5个菌株均能在第6 d和8 d分别达到漆酶和锰过氧化物酶的最大产酶高峰,其中菌株A-51-1表现出最强的产漆酶和锰过氧化物酶能力,其最大酶活分别为9.20 U·ml-1和21.60 U·ml-1。3.以初筛到的5个菌株进行固态降解试验,结果表明,菌株A-51-1的木质素降解能力最强,在30 d和50 d后的木质素降解率分别高达32.53%和63.51%。此外,A-51-1还表现出较强的纤维素和半纤维素的降解能力,以及在固态发酵过程中表现出对木质素、纤维素和半纤维素降解的阶段性和选择性。在发酵前期30 d,菌株A-51-1表现出半纤维素和纤维素的降解速度较快,但在发酵后期木质素的降解速率增强,表现出对木质素降解的较强选择性。4.酶能力和枝条木质素降解能力,为枝条木质素降解的高效菌株。5.分别在不同的pH(5.0、6.0、7.0、8.0、9.0)和温度(20℃、25℃、30℃、35℃、40℃)条件下,研究了高效菌株A-51-1对葡萄枝条木质纤维素的降解作用,结果表明,在pH为7.0时,温度为30℃时A-51-1对枝条木质素、纤维素和半纤维素的降解效果最佳。6.依据《真菌鉴定手册》(魏景超,1979),从菌落、菌丝和分生孢子的形态特征上,将菌株A-51-1鉴别为半知菌类(Fungi Imperfecti)丛梗孢目(Moniliales)丛梗孢科(Moniliaceae)卵形孢霉族(Oosporeae)地霉属(Geotrichum LK.)菌。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章文献综述  11-29
  1.1 葡萄枝条的修剪与利用  11-15
    1.1.1 葡萄枝条的修剪  11-12
    1.1.2 葡萄修剪枝条的利用  12-15
  1.2 木质素与木质素降解菌  15-28
    1.2.1 木质素的结构  15-17
    1.2.2 木质素降解微生物  17-19
    1.2.3 木质素降解酶  19-22
    1.2.4 木质素的生物降解机制  22-23
    1.2.5 木质素降解菌的应用研究  23-28
  1.3 研究的目的与意义  28
  1.4 实验主要内容  28-29
第二章材料与方法  29-36
  2.1 试验材料  29-31
    2.1.1 菌种  29
    2.1.2 培养基  29
    2.1.3 主要试剂药品  29-30
    2.1.4 主要器材  30
    2.1.5 仪器与设备  30-31
  2.2 试验方法  31-36
    2.2.1 菌株的分离与纯化  31
    2.2.2 PDA-愈创木酚平板显色试验  31
    2.2.3 PDA-苯胺蓝平板退色试验  31-32
    2.2.4 液态产酶试验  32
    2.2.5 固态降解试验  32-34
    2.2.6 pH 值和温度对高效菌株枝条木质纤维素降解作用的影响  34
    2.2.7 高效菌株的形态鉴定  34-36
第三章结果与分析  36-46
  3.1 菌株的分离与纯化  36
  3.2 初筛  36-38
    3.2.1 PDA-愈创木酚平板显色反应结果  36-37
    3.2.2 PDA-苯胺蓝平板退色反应结果  37-38
  3.3 复筛  38-41
    3.3.1 5 个菌株液态产木质素降解酶活  38-39
    3.3.2 5 个菌株对葡萄枝条木质素的降解作用  39-41
  3.4 不同PH 和温度下菌株A-51-1 对枝条木质纤维素的降解  41-43
    3.4.1 不同pH 下菌株A-51-1 对枝条木质纤维素的降解  41-42
    3.4.2 不同温度下菌株A-51-1 对枝条木质纤维素的降解  42-43
  3.5 菌株A-51-1 的形态鉴定  43-46
    3.5.1 菌株A-51-1 的生长速度  43
    3.5.2 菌株A-51-1 的菌落形态特征  43-44
    3.5.3 菌株A-51-1 的菌丝和孢子形态特征  44-45
    3.5.4 菌株A-51-1 的菌种鉴定  45-46
第四章讨论  46-50
  4.1 菌株的分离纯化  46
  4.2 平板显色反应和退色反应  46-47
  4.3 液态产酶发酵  47-48
  4.4 固态降解  48-49
  4.5 温度和PH 对高效菌株固态发酵的影响  49
  4.6 菌株A-51-1 的菌种鉴定  49-50
第五章结论  50-51
参考文献  51-60
致谢  60-61
作者简介  61

葡萄枝条木质素降解菌的筛选

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