东北地区秸秆纤维素降解菌的筛选及高效降解菌系的构建

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1、分类号：X172单位代码：10193密级：无学号：2012424硕士学位论文东北地区秸秆纤维素降解菌的筛选及高效降解菌系的构建Thescreeningofdegradationbacteriaandbuildingofhighlyefficientdegradationbacteriaforthestrawcelluloseinthenortheast作者姓名：段杰学位类别：理学硕士专业名称：环境工程研究方向：环境工程微生物指导教师：崔俊涛副教授所在学院：资源与环境学院2015年3月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得

2、的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢所列内容外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于学位论文使用授权的声明1、本人完全了解吉林农业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间所完成的论文及相关成果的知识产权属吉林农业大学所有，并同意将本论文的版权授权给吉林农业大学，学校有

3、权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。2、本人（同意/不同意，务必打印后填写）吉林农业大学将本论文版权授权给不同媒体进行电子出版、多媒体出版、网络出版以及其他形式出版（涉密学位论文解密后应遵守此协议）。3、本人声明毕业后若发表在攻读研究生学位期间完成的论文及相关的学术成果，必须以吉林农业大学作为第一署名单位。学位论文作者签名：签字日期：年月日指导教师签名：签字日期：年月日摘要秸秆是农业生产中产生的一种重要的生物质资源，相比煤和石油等矿质资源，是具有可再生性的能源。秸秆资源能否有效利用直接影响到

4、现代农业的可持续发展和环境保护等重大民生问题。当前，大量的秸秆资源被废弃或者焚烧处理，在带来环境问题的同时又导致了资源的白白浪费。通过微生物的作用能够高效的促进秸秆的快速降解，对于加快秸秆还田的推广意义重大，也是目前合理、有效利用秸秆资源行之有效的方法。通过能够高效降解秸秆纤维素类和木质素类物质的微生物的作用，可以有效推动秸秆的快速降解。微生物降解秸秆的产物，可作为土壤腐殖质芳香环形成的重要来源，对于促进土壤腐殖质的形成有积极作用。微生物降解纤维素产生的有机酸，还可作为土壤中固氮菌的碳源，这在一定程度上不仅消除了有机酸对纤维素分解菌代谢的抑制作用，还能够为纤维

5、素降解菌生长发育提供所需的氮源。基于土壤中各微生物种群间形成的这一循环模式，不仅有效解决了秸秆快速腐解的问题，还有利于提高土壤中微生物的活性，对于提高农业生产的效率意义重大。本研究以获得高效纤维素降解菌系,开发出能够用于农业生产的秸秆腐熟剂，为秸秆还田提供技术支持为宗旨,主要开展了高效降解菌株的分离、筛选，高效降解菌系的构建，高效降解菌系培养条件优化，高效降解菌系对玉米秸秆降解的效果等研究。得出了以下主要结论：1.通过在CMC-Na培养基上进行菌株的分离和刚果红染色进行初筛，获得有纤维素降解能力的菌株25株。刚果红染色后能够在有纤维素降解能力的菌株周围产生透明

6、水圈，将透明圈直径与菌落直径的比值和菌株降解纤维素过程CMC和FPA酶活的大小作为复筛的依据，获得了3株纤维素降解能力比较高的菌株：C9、F93和D72,经过初步鉴定菌株C9和F93属于木霉属，菌株D72属于青霉素。2.将筛选过程中获得的3株产纤维素酶活较高的菌株进行组合培养，测定各组合菌系的CMC和FPA酶活，相对单菌株而言，组合菌系的纤维素酶活性大大提高，获得了一组能够高效降解纤维素的菌株组合ZH4，其CMC和FPA酶活分别达到了3.18U/mL和1.67U/mL。3.为了能够更好的利用本研究中构建的纤维素高效降解菌系，发挥其高效降解秸秆的作用，本研究对高

7、效降解菌系的培养条件进行了详细的优化研究。通过对培养时间、培养温度、培养基初始pH值和氮源等对菌系产酶活性的影响的研究，确定了高效I降解菌系高效产酶的最适宜条件，该菌系ZH4产酶的高峰期是培养第4d，最适宜产酶的培养温度是35℃、最适宜产酶的培养基pH值是6.5、最适宜菌系产酶的培养基氮源为蛋白胨和尿素。4.为了探究实验中所构建的纤维素高效降解菌系在实际生产中的应用效果，本研究对构建的高效纤维素降解菌系对玉米秸秆降解效果进行了研究。将构建的高效纤维素降解菌系在其最适产酶条件下进行玉米秸秆发酵，对菌系降解玉米秸秆前后的失重率进行测定，实验结果显示实验所构建的高效

8、降解菌系对玉米秸秆的降解效果良好，降解