一株木质纤维素类物质高效降解菌m1及其应用_3

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方式】的肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml,进行袋料木耳 废料与玉米秸杆失重率和木质素、纤维素和半纤维素降解测定,以验证其特有的功能。具体 如下:
[0098] 1、袋料木耳废料与玉米秸杆失重率测定
[0099] I. 1玉米秸杆粉
[0100] 玉米秸杆于2012年10月取自黑龙江省哈尔滨市黑龙江大学呼兰校区本实验室试 验田,烘干,粉碎过40目筛,备用。
[0101] I. 2袋料木耳废料
[0102] 袋料木耳废料由黑龙江省农科院牡丹江分院提供。
[0103] 1.3对照菌剂
[0104] 中农绿康(北京)生物技术有限公司于2011年10月27日生产的"有机物料腐熟 剂(秸杆型)"。
[0105] L 4培养基
[0106] 液体发酵培养基:葡萄糖 5g,蛋白胨 2g,NH4NO3 I. 0g,CaCl2 0. 2g,K2HPO4 0. 5g, FeCl3 0· 02, MgSO4 · 7H20 0· 5g,NaCl I. 0g,蒸馏水 lOOOmL,pH 7· 0。
[0107] 摇瓶发酵基础培养基:蛋白胨 2g,NH4NO3 I. 0g,CaCl2 0. 2g,K2HPO4 0. 5g,FeCl3 0· 02, MgSO4 · 7H20 0· 5g,NaCl I. 0g,蒸馏水 1000mL,pH 7. 0。
[0108] I. 5试验方法
[0109] I. 5. I袋料木耳废料失重率测定
[0110] 将【具体实施方式】一筛选得到的肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml接种 到5mL液体发酵培养基中,37°C 180r/min振荡培养12h,离心,弃上清获得菌体。取500 μ L 摇瓶发酵基础培养基使菌体悬浮,将菌悬液接入含有5%袋料木耳废料的摇瓶发酵基础培 养基中,其中袋料木耳废料使用间歇灭菌法灭菌,121°C湿热灭菌30min,37°C 180r/min振 荡培养30d后,离心,用去离子水洗涤沉淀,重复洗涤三次后,烘干称重,用减量法计算袋料 木耳废料失重率,将所得数据通过SPSS19. 0软件分析,利用Duncan法进行多重比较,结果 以标记字母法标明各菌株的显著差异性。设置五组空白对照组和五组阳性对照组,即空白 对照组不接菌种,阳性对照组接入5%的对照菌剂,其他操作均与上述操作相同。
[0111] 失重率计算公式如下:
[0113] 1. 5. 2玉米秸杆失重率测定
[0114] 将【具体实施方式】一筛选得到的肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml接种 到5mL液体发酵培养基中,37°C 180r/min振荡培养12h,离心,弃上清获得菌体。取500 μ L 摇瓶发酵基础培养基使菌体悬浮,将菌悬液接入含有5 %玉米秸杆粉的摇瓶发酵基础培养 基中,其中玉米秸杆粉使用间歇灭菌法灭菌,121°C湿热灭菌30min,37°C 180r/min振荡培 养30d后,离心,用去离子水洗涤沉淀,重复洗涤三次后,烘干称重,用减量法计算玉米秸杆 失重率,将所得数据通过SPSS19. 0软件分析,利用Duncan法进行多重比较,结果以标记字 母法标明各菌株的显著差异性。设置五组空白对照组和五组阳性对照组,即空白对照组不 接菌种,阳性对照组接入5%复合微生物菌剂,其他操作均与上述操作相同。
[0115] 失重率计算公式如下:
[0117] L 6结果与分析
[0118] I. 6. 1袋料木耳废料失重率测定
[0119] 菌株Ml降解袋料木耳废料后,失重率测定结果如表10和图6所示。
[0120] 表10菌株Ml的袋料木耳废料失重率
[0122] 注:袋料木耳废料和玉米秸杆经30d液体发酵后的失重率。空白对照组不接入菌 种,阳性对照组接入5%中农绿康(北京)生物技术有限公司生产的复合微生物菌剂。采用 Duncan法进行多重比较。显著性水平p = 0. 05
[0123] 以小写字母表示,η = 3。
[0124] 由表10和图6可知,培养30d后,经肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae) Ml发酵后,袋料木耳废料的失重率为31. 21±0. 36% ;空白对照组袋料木耳废料失重率为 21. 60% ±0. 82%;阳性对照组袋料木耳废料失重率为38. 53% ±0. 87%。经肺炎克雷伯氏 菌(Klebsiella pneumoniae)Ml降解后袋料木耳废料的失重率大于空白对照组,小于阳性 对照组。按照显著水平口 = 〇.〇5分析,经肺炎克雷伯氏菌(1(16匕8丨6113口116111]1011丨36)11发 酵处理袋料木耳废料的失重率与空白对照组的袋料木耳废料失重率相比差异显著,与阳性 对照组的袋料木耳废料失重率相比差异显著。肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae) Ml对袋料木耳废料具有很强的降解能力。经肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml 发酵处理后的袋料木耳废料的失重率在31 %以上。
[0125] 1. 6. 2玉米秸杆失重率测定
[0126] 菌株Ml降解玉米秸杆后,失重率测定结果如表10和图7所示。
[0127] 由表10和图7可知,培养30d后,经肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae) Ml发酵后,玉米秸杆的失重率为30. 10±0. 17% ;空白对照组玉米秸杆失重率为25. 80% ±0.63% ;阳性对照组玉米秸杆失重率为44. 81% ±1.02%。经肺炎克雷伯氏菌 (Klebsiella pneumoniae)Ml降解后玉米猜杆的失重率大于空白对照组,小于阳性对照组。 按照显著水平P = 0. 05分析,经肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml发酵处理的 玉米秸杆失重率与空白对照组的玉米秸杆失重率相比差异不显著,与阳性对照组的玉米秸 杆失重率相比差异显著。肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml对玉米猜杆的具有 较强的的降解能力。经肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml发酵处理后的玉米猜 杆的失重率在30%以上。
[0128] 1.7 结论
[0129] 经【具体实施方式】一筛选出的肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml 对袋料木耳废料和玉米秸杆具有明显的降解效果。经肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml发酵处理后的袋料木耳废料的失重率在31 %以上;经肺炎克雷伯氏菌 (Klebsiella pneumoniae)Ml发酵处理后的玉米猜杆的失重率在30%以上。肺炎克雷伯氏 菌(Klebsiella pneumoniae)Ml对袋料木耳废料强于阳性对照组中复合微生物菌剂对袋料 木耳废料的降解能力。经肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml降解后袋料木耳废 料和玉米秸杆的失重率均大于空白对照组的袋料木耳废料和玉米秸杆的失重率;其中,肺 炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml发酵处理的袋料木耳废料的失重率大于阳性对 照组袋料木耳废料失重率。
[0130] 肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml对木质纤维素类物质的降解效果与 菌株生长情况和样品成分有很大关系,袋料木耳废料和玉米秸杆采用范氏(Van Soest)洗 涤纤维分析法测定后,玉米秸杆和袋料木耳废料中的各组分含量见表11,袋料木耳废料和 玉米秸杆中的木质素、纤维素和半纤维素的含量均明显不同。同一菌株对袋料木耳废料和 玉米秸杆具有不同的降解效果,原因是由于袋料木耳废料和玉米秸杆中木质素和纤维素的 含量不同影响菌株的生长和繁殖,导致菌株生长情况不同,酶的分泌能力存在差异,进而导 致菌株对降解产物的利用能力不同,影响其降解能力。
[0131] 表11袋料木耳废料和玉米秸杆各组分含量
[0134] 2、木质素、纤维素和半纤维素降解情况测定
[0135] 2.1培养基配制:
[0136] 液体发酵培养基:葡萄糖 5g,蛋白胨 2g,NH4NO3 1.0 g,CaCl2 0. 2g,K2HPO4 0. 5g, FeCl3 0· 02, MgSO4 · 7H20 0· 5g,NaCl I. 0g,蒸馏水 lOOOmL,pH 7· 0。
[0137] 摇瓶发酵基础培养基:蛋白胨 2g,NH4NO3 I. 0g,CaCl2 0· 2g,K2HPO4 0· 5g,FeCl3 0· 02, MgSO4 · 7H20 0· 5g,NaCl I. 0g,蒸馏水 1000mL,pH 7. 0。
[0138] 玉米秸杆于2012年10月取自黑龙江省哈尔滨市黑龙江大学呼兰校区本实验室试 验田,烘干,粉碎过40目筛,备用。
[0139] 2. 2液体发酵
[0140] 将【具体实施方式】一的肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)Ml接种到液体发 酵培养基中制成0D600 = 0. 5的菌悬液,然后以5% (mL/mL)接种量将菌液接入含有7. 5% 玉米秸杆粉的摇瓶发酵基础培养基中,玉米秸杆粉使用间歇灭菌法灭菌,121°C湿热灭菌 30min,设三次重复,37°C 180r/min振荡培养30d,采用冷冻真空干燥法进行干燥。设置一组 空白对照组和一组阳性对照组,即空白对照组不接菌种,阳性对照组接入5% (g/mL)菌剂, 其他操作均与上述操作相同。
[0141] 2. 3木质
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