1株耐高温纤维素降解菌发酵条件优化与秸秆降解应用  

Optimization of femmentation conditions of a cellulose degrading strain with high temperature resistance and its application in straw degradation

作　　者：王永伦 余克非 郑展望 Wang Yonglun

机构地区：[1]浙江农林大学环境与资源学院,浙江杭州310000

出　　处：《江苏农业科学》2023年第19期229-236,244,共9页Jiangsu Agricultural Sciences

基　　金：浙江省重点研发计划(编号:2020C02009、2021C03190);高等学校学科创新引智计划(编号:D18008)。

摘　　要：采用刚果红培养基和高温筛选的方法从小麦秸秆模拟堆肥中分离出1株耐高温枯草芽孢杆菌属的单菌株Bacillus subtilis 03,通过16S rDNA序列分析对该菌株进行分子生物学鉴定;采用单因素试验和正交试验法对菌株的发酵条件进行优化。通过对高温发酵过程中秸秆降解率和纤维素酶活性的测定,评估目标菌株在高温下对秸秆的降解性能。结果表明,分离所得的目标菌株Bacillus subtilis 03为枯草芽孢杆菌属(GenBank登录号:SUB12359776),此菌株可在60℃下降解纤维素;高温下该菌株最适产酶条件:培养时间12 h,羧甲基纤维素钠的浓度14 g/L,硫酸铵浓度1.4 g/L,接种量4%,pH值为7,发酵周期8 d,钾离子(K+)浓度为0.08μmol/L,钴离子(Co 2+)浓度为0.12μmol/L,镁离子(Mg 2+)浓度为0.12μmol/L,钙离子(Ca 2+)浓度为0.12μmol/L。另外,菌株Bacillus subtilis 03具有良好的耐碱性特征,碱性条件下仍可产生较高的纤维素酶活,所产纤维素酶的酶促反应活性和稳定性在pH值为10时仍能分别保留最适pH值(pH值为7)下的73.28%、68.14%。菌株优化固态发酵条件接种于秸秆堆肥36 d后,秸秆减量达到32.72%。在堆肥过程中菌株降解秸秆产生的腐殖酸使堆肥pH值产生了显著变化而且高温阶段菌株数量约为升温阶段末期的87.5%,pH值和菌株数量变化都显示了该菌株在高温下对秸秆的强降解能力。

关 键 词：纤维素降解菌 耐高温 发酵条件 纤维素 秸秆降解 

分 类 号：S141.4[农业科学—肥料学] S182[农业科学—农业基础科学]