一种水稻秸秆高效降解菌枝孢霉SP02001及其应用的制作方法

文档序号:17814119发布日期:2019-06-05 21:23阅读:235来源:国知局

本发明涉及一种菌枝孢霉及其应用,涉及一种水稻秸秆高效降解菌枝孢霉sp02001及其应用,具体地说,涉及一种高产纤维素酶、对水稻秸秆有高效降解作用的菌株cladosporiumsp.sp02001及其应用。



背景技术:

水稻秸秆是一种重要的生物质能源,其降解关系着农田资源的再利用与环境保护。目前大量的秸秆采用焚烧处理,既浪费资源又污染环境.秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素等成分导致水稻秸秆降解率低.目前常用的降解方法可以分为直接还田、物理降解、化学降解以及生物降解,其中通过秸秆与微生物作用的生物降解法是目前处理秸秆最实际且有效的方法。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是,提供一种水稻秸秆高效降解菌枝孢霉sp02001及其应用。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是:

一种水稻秸秆高效降解菌枝孢霉sp02001,所述水稻秸秆高效降解菌枝孢霉sp02001(cladosporiumsp),保藏于cgmcc,保藏编号为cgmcc13362,保藏日期为2016年12月21日。保藏地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

进一步,其内切酶活为73.60u/ml,滤纸酶活为40.79u/ml。

纤维素酶活力主要以滤纸酶活(fpase)和内切酶活(cmcase)计算。具体采用dns测定还原糖量法进行测定,反应底物分别为无淀粉新华滤纸和羧甲基纤维素钠(cmc-na),酶活力单位定义为,1.0ml酶液于50℃,ph4.8条件下,以每min水解底物生成1.0μmol葡萄糖量为1个酶单位(u)。

(2)滤纸酶活力(fpase)的测定

取5支洗净烘干的20.0ml具塞刻度试管,编号后各加入0.5ml酶液和0.05mol/lph4.5的柠檬酸缓冲液1.5ml,向1号管加入1.5mldns显色剂,做空白对照。5支试管同时在50℃水浴锅中预热5-10min,然后各加入1.0x6.0cm无淀粉新华滤纸条,50℃保温60min,取出后立即向2、3、4、5号管加入1.5mldns终止反应。将5支试管充分摇匀后沸水浴5min,取出冷却至室温后加蒸馏水定容至20.0ml。以1号管调零点,在540nm处测定其他各管的od值并记录。

根据葡萄糖标准曲线得出相应的葡萄糖含量,并计算出相应的相应的滤纸酶活力。

(3)内切酶活力(cmcase)的测定

取5支洗净烘干的20ml具塞刻度试管,编号后各加入酶液0.5ml和0.51%cmc-na(羧甲基纤维素钠)溶液1.0ml,向1号管加入1.5mldns显色剂,做空白对照。5支试管同时在50℃水浴锅中保温30min,取出后立即向2、3、4、5号管加入1.5mldns显色剂。充分摇匀后沸水浴5min,取出冷却至室温后加蒸馏水定容至刻度。以1号管调零点,在540nm处测定其他各管od值并记录。

根据葡萄糖标准曲线得出相应的葡萄糖含量,并计算出相应的内切酶活力。

本发明所述的水稻秸秆高效降解菌枝孢霉sp02001在水稻秸秆降解中的应用。

与现有技术相比,本发明的有益效果为;

本发明的水稻秸秆高效降解菌枝孢霉sp02001在秸秆液态发酵条件下,15d后水稻秸秆失重率可达到38.67%,未降解秸秆在形态结构上也变得松散易破碎,更有利于水稻秸秆田间原位还田的翻埋处理。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

1、实验室条件下秸秆堆肥试验

将枝孢霉接种在pda固体培养基上大量培养,7天后用无菌水冲洗枝孢霉孢子收集到无菌三角瓶中,调节溶液孢子浓度,制成1.0×106个/ml处理菌液,备用。

将塑料桶洗净,70%酒精擦拭消毒处理,晾干后装入1.5kg水稻秸秆,备用。

将准备好的处理菌液加入到装有水稻秸秆的塑料桶中,每桶加入200ml孢子悬浮液,另外加入300ml无菌水,上下翻动混匀,对照处理加入500ml无菌水,每个处理五次重复,21天后调查水稻失重率。堆肥试验环境温度10-15℃。

x为21天后各处理水稻秸秆重量,单位g。

表1室内秸秆堆肥试验秸秆失重率调查结果

不同字母表示在lsd0.05水平存在显著性差异。

2、稻麦轮作农田秸秆堆肥试验

将枝孢霉接种在pda固体培养基上大量培养,7天后用无菌水冲洗枝孢霉孢子收集到无菌三角瓶中,调节溶液孢子浓度,制成1.0×106个/ml处理菌液,备用。

水稻秸秆打碎成5-7cm小段,每个处理取20kg秸秆,加水30l,在稻麦轮作试验田选取平整地块,枝孢霉处理另加200ml孢子悬浮液,对照处理加200ml水,每个处理另加0.5-0.8%尿素调节碳氮比,塑料薄膜封堆,25d后调查各处理秸秆失重率。

表2稻麦轮作农田秸秆堆肥试验秸秆失重率调查结果

不同字母表示在lsd0.05水平存在显著性差异。

本实验室以羧甲基纤维素钠唯一碳源筛选方法从南京地区稻麦轮作土壤中分离得到了一株高产纤维素酶、对水稻秸秆有高效降解作用的真菌,结合菌体培养形态特征及its基因序列鉴定,确定该菌株属于枝孢霉cladosporium,

表3cladosporiumsp.sp02001的纤维素酶活力

注:不同字母表示5%显著水平差异

表4秸秆降解各组分含量变化

液态发酵条件下,将秸秆作为唯一碳源的培养基于摇床震荡培养10d后,秸秆的形态明显发生了变化,以差重法测定其失重率、半纤维素、纤维素以及木质素含量。cladosporiumsp.sp02001处理后水稻秸秆的失重率达到38.67%。

3、液体发酵秸秆失重率、半纤维素、纤维素、木质素降解率测定方法

秸秆失重率的测定采用差重法;以改进的vansoest洗涤法测定样品中纤维素、半纤维素和木质素含量以改进的vansoest洗涤法测定,并按公式计算得到降解率。

改进的vansoest洗涤法:

(1)将残余的秸秆从培养基中以蒸馏水洗出,80℃烘干至衡重,称得w。

(2)将残渣置于100ml三角瓶瓶中,加入70ml中性洗涤剂,之后放入已沸的水浴锅,100℃保温60min,取出用30ml沙芯坩埚过滤至中性,用丙酮洗涤2次,将残渣于鼓风干燥箱80℃烘干至衡重,得w0。

(3)将残渣连同坩埚置于100ml烧杯中,加入70ml2m盐酸溶液,放入已沸的水浴锅,100℃保温50min,取出过滤至中性,用丙酮洗涤2次,残渣烘干至衡重为w1,半纤维含量为(w0-w1)/w。

(4)将残渣连同坩埚置于150ml烧杯中,加入10ml致冷的72%硫酸,20℃降解4h,后加入90ml蒸馏水,室温过夜,次日用蒸馏水洗残渣至中性,烘干至衡重为w2,(w1-w2)/w为纤维素的含量。

(5)将残渣在马弗炉中550℃灰化,干燥器中平衡至衡重为w3,w2-w3即为木质素的含量。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,本发明的保护范围不限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

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