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木聚糖酶产生菌的选育及其产酶条件的研究

作　者: 孙超
导　师: 陈卫平
学　校: 江西农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 木聚糖酶诱变原生质体融合桔青霉液态发酵
分类号: TQ925
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

木聚糖（Xylan），作为一种结构复杂的多糖，主要存在于半纤维素中，它是自然界中含量非常丰富可再生资源之一。木聚糖酶（Xylanase）作为木聚糖降解酶系中最关键的酶，除了在广泛应用于食品、造纸等工业中，还可以将丰富的半纤维素转化为燃料、溶剂等有用物质，发展潜力大。因此，选育降解半纤维素的高产木聚糖酶菌株对可再生资源的开发利用有重要意义。本文以木聚糖为唯一碳源从自然界中筛选到一产木聚糖酶菌株，分离纯化后对其进行紫外—微波复合诱变，获得产木聚糖酶高产菌株C3和C5，其酶活力为分别为1132U/ml和982U/ml，经5次传代后，菌株C5遗传性状保持稳定,而菌株C3遗传性状不稳定。由于菌株C3遗传性状不稳定，将C3菌株与本院保藏遗传性状稳定的木霉P5进行原始质体融合。融合后筛选得到一株酶活较高且遗传性状稳定的融合菌株R10，其酶活力达到1348U/ml。对融合菌株R10进行18sRNA菌株鉴定，该菌株为桔青霉。通过响应面实验设计方法，优化了R10菌株液态发酵产木聚糖酶的条件，确定了最佳的培养基组成为：麸皮2.5%玉米粉2.5%，（NH₄）₂SO₄0.3%， KH₂PO₄0.5%，MgSO₄·7H₂O0.2%，蒸馏水100ml，pH自然，装液50ml/250ml三角瓶，斜面孢子接种，28℃，200rpm，摇瓶发酵6天。优化后酶活力最高达1653U/ml，比优化前提高了22.7%。对桔青霉R10所产木聚糖酶的酶学性质进行研究，研究表明，该酶的最适作用温度为45℃，低于40℃或高于50℃时其酶活逐渐减弱；酶的最适pH为5.5，pH稳定范围为5.0⁶.0。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章综述  8-18
  1.1 木聚糖的结构  8-9
  1.2 木聚糖酶的种类  9
  1.3 木聚糖酶作用机理  9-11
  1.4 木聚糖酶酶活性  11
  1.5 木聚糖酶的生产及产生菌  11-12
  1.6 微生物产木聚糖酶的发酵工艺  12
  1.7 木聚糖酶的应用  12-14
    1.7.1 在食品行业中  13
    1.7.2 在造纸工业  13-14
    1.7.3 在饲料工业中的应用  14
  1.8 木聚糖酶研究热点  14-15
    1.8.1 基因工程  14
    1.8.2 蛋白质工程  14
    1.8.3 固定化细胞技术  14-15
    1.8.4 离子束诱变育种技术  15
  1.9 原生质体融合育种技术  15-16
  1.10 木聚糖酶的研究现状  16
  1.11 本论文研究的内容  16-18
第二章产木聚糖酶菌株的分离筛选  18-24
  2.1 材料与方法  18-19
    2.1.1 材料  18
    2.1.2 培养基  18-19
  2.2 试验方法  19-22
    2.2.1 溶液配制  19-20
    2.2.2 产木聚糖酶的菌种筛选  20
    2.2.3 孢子悬浮液的制备  20
    2.2.4 液体种子的制备  20
    2.2.5 粗酶液的制备  20-21
    2.2.6 酶活力的定义  21
    2.2.7 D-木糖标准曲线的绘制  21-22
  2.3 木聚糖酶活测定方法  22
  2.4 结果与分析  22-24
    2.4.1 产木聚糖酶的菌种筛选  22
    2.4.2 产木聚糖酶的菌种形态鉴定  22-24
第三章紫外—微波复合诱变选育高产木聚糖酶菌株  24-30
  3.1 材料和方法  24-25
    3.1.1 材料  24
      3.1.1.1 菌株  24
      3.1.1.2 培养基  24
      3.1.1.3 主要仪器设备  24
    3.1.2 方法  24-25
  3.2 结果  25-28
    3.2.1 紫外诱变  25-26
      3.2.1.1 紫外照射致死率  25-26
      3.2.1.2 紫外诱变筛选  26
    3.2.2 微波诱变  26-28
      3.2.2.1 微波作用孢子的致死率  26-27
      3.2.2.2 微波照射时间对孢子致死效应的影响  27
      3.2.2.3 微波诱变的效果  27-28
  3.3 结论与讨论  28-30
第四章原生质体融合选育木聚糖酶高产菌株的条件研究  30-37
  4.1 材料和方法  30-31
    4.1.1 材料  30
    4.1.2 方法  30-31
  4.2 结果与分析  31-35
    4.2.1 原生质体融合过程  31-32
    4.2.2 原始菌株菌落特征  32-35
  4.3 木聚糖酶的菌株 R10 鉴定  35-36
  4.4 结论  36-37
第五章产木聚糖酶菌株发酵条件的优化及其酶学性质的研究  37-47
  5.1 材料与方法  37-38
    5.1.1 材料  37
    5.1.2 方法  37-38
  5.2 结果与分析  38-46
    5.2.1 不同碳源对 R10 菌株产木聚糖酶的影响  38-39
    5.2.2 不同氮源对 R10 菌株产木聚糖酶的影响  39
    5.2.3 不同装液量对 R10 菌株产木聚糖酶的影响  39-40
    5.2.4 不同发酵时间对 R10 菌株产木聚糖酶的影响  40
    5.2.5 以 Box-Behnken 设计优化产木聚糖酶液态发酵条件  40-44
    5.2.6 R10 菌株的酶学性质研究  44-46
      5.2.6.1 不同 pH 对 R10 菌株酶活性的影响  44
      5.2.6.2 不同温度对 R10 菌株酶活性的影响  44-45
      5.2.6.3 不同酶解时间对 R10 菌株酶活性的影响  45-46
  5.3 小结  46-47
第六章结论与展望  47-48
参考文献  48-51
致谢  51-52
发表论文情况及作者简介  52

木聚糖酶产生菌的选育及其产酶条件的研究

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