收藏本站
《西北农林科技大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

小麦秸秆降解复合菌群FWD1的构建、降解特性及其微生物群落组成研究

赵听  
【摘要】:农作物秸秆是一种具有多用途的可再生生物质资源,利用微生物分解这些木质纤维素原料是资源化利用的有效途径。目前,人们已经报道了许多木质纤维素降解菌,但单一菌株存在酶系组成单一、木质纤维素降解效率低等问题。采用限制性培养方法筛选构建的复合菌群,不同菌在群落中各司其职,相互协作,具有较高的木质纤维素降解能力。本研究从秦岭山区采集9个不同林地土壤样品,以秸秆分解率、羧甲基纤维素酶(CMCase)活力及木聚糖酶活力为指标筛选出一份木质纤维素分解能力较强的冷杉林地土壤样品(QLI),以该土壤样品为接种物,小麦秸秆为碳源,连续继代培养,构建了一组稳定高效小麦秸秆分解复合菌群FWD1,并对其分解特性及其微生物群落组成进行研究。主要取得了以下研究成果:1、高效稳定小麦秸秆降解复合菌群FWD1的构建测定所采集的9份土壤样品原始及富集培养4d、8d、12d、16d的CMCase活力、木聚糖酶活力和第16d小麦秸秆失重量,结果表明,冷杉林地土壤样品(QLI)具有最高的CMCase活力和秸秆降解率,以其为接种物,小麦秸秆为碳源,连续继代培养,驯化构建复合菌群。不同代数培养物对小麦秸秆降解能力的变化结果表明,从第9代培养物开始,小麦秸秆失重率均在70%左右,彼此之间没有太大差异;PCR-DGGE结果也表明,从第9代培养物开始,主要细菌组成条带和位置没有太大变化,微生物群落组成稳定。从第9代开始,获得了稳定高效小麦秸秆降解复合菌群FWD1,该菌群对小麦秸秆的降解率达到76.92%。2、小麦秸秆降解复合菌群FWD1的降解特性与实验室筛选的其他3组复合菌群A、B、C相比,复合菌群FWD1具有最高的CMCase酶活(79.64U)、滤纸酶活(75.74U)、木聚糖酶活(1100U)和秸秆降解率(75.22%)。气相色谱法测定FWD1的小麦秸秆降解液组分,结果表明,代谢产物主要为乙酸、丙酸、丁酸和乙醇。乙酸浓度呈现出先升高后降低,再升高的趋势。在发酵l d时,乙酸的含量为140.14 mg·L-1,3 d时就达到了最大值655.54 mg·L-1。而乙醇、丙酸和丁酸分别在1 d、3 d和7 d时达到最大值18.87 mg·L-1、127.17 mg·L-1和27.47 mg·L-1。此外,FWD1还能降解玉米秸秆、滤纸和脱脂棉,7d内降解率分别为52.34%、10%和2.47%。DGGE结果表明,FWD1在降解小麦秸秆、玉米秸秆、滤纸和脱脂棉过程中,各泳道既有一些公共条带,还有一些特殊条带,但公共条带亮度各不相同。此外,随着培养时间的延长,各样品的Shannon指数和丰富度指数整体上都呈先增大后减小的趋势。3、复合菌群FWD1微生物群落组成利用第二代高通量测序技术对复合菌群和菌种来源土壤样品的细菌组成进行分析,结果表明FWD1中主要含有变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门,分别占细菌总量的67.41%、19.25%和13.34%。在种分类水平上,Clostridium sp.BNL1100,uncultured Alcaligenes sp.,uncultured Alcaligenaceae bacterium和Brevundimonas diminuta为优势菌,分别占细菌总量的11.80%,10.30%,6.70%和3.60%。通过连续继代培养,富集了变形菌门和厚壁菌门,更细化分类水平上,富集了以Clostridium sp.BNL1100为主的纤维素降解菌,比例从0.01%上升到11.80%。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X172;X712

免费申请
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马永清,毛仁钊,刘孟雨,刘小京,张玉铭;小麦秸秆的生化他感效应[J];生态学杂志;1993年05期
2 田萍;王浩菊;马齐;陈坤奇;周婷;;纤维素酶降解小麦秸秆最适条件的研究及其动力学分析[J];氨基酸和生物资源;2012年02期
3 张利,张清东,刘世贵,漆玉邦;利用丙酸降解小麦秸秆的研究[J];四川大学学报(自然科学版);2001年03期
4 董玉玲;朱万斌;郭鹏;王小芬;张利莉;崔宗均;;一组小麦秸秆好氧分解菌系的构建及组成多样性[J];环境科学;2010年01期
5 蒋斌;;楚州区小麦秸秆资源调查与分析[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年11期
6 龚志莲;李勇;陈钰;龚正君;;改性小麦秸秆吸附Cu~(2+)的动力学和热力学研究[J];地球与环境;2014年04期
7 蒋静艳;胡正华;牛传坡;;UV-B辐射增强对小麦秸秆化学成分及其施用后土壤N_2O排放的影响[J];应用生态学报;2010年10期
8 李娜;张英;王彩萍;张桂臻;张洪林;;微量量热法研究预处理对小麦秸秆酶降解反应的影响[J];曲阜师范大学学报(自然科学版);2006年01期
9 ; 麦秸捡拾机[J];世界发明;2002年09期
10 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 史衍法;卜召成;;做好小麦秸秆综合利用工作 服务社会主义新农村建设[A];《依靠科技进步 推进鲁南经济带规划建设和中华文化标志城规划建设》学术研讨成果选编[C];2008年
2 顾志权;;小麦秸秆自然高效还田利用技术研究[A];循环农业与新农村建设——2006年中国农学会学术年会论文集[C];2006年
3 刘长银;;小麦秸秆禁烧存在的问题与综合利用对策浅析[A];山东省农业资源与环境保护优秀论文集(2004—2006)[C];2007年
4 王俊友;吕黄珍;燕晓辉;汪雄伟;陈月锋;;国外玉米和小麦秸秆收集装备发展及启示[A];走中国特色农业机械化道路——中国农业机械学会2008年学术年会论文集(上册)[C];2008年
5 于建光;顾元;常志州;;小麦秸秆浸提液和腐解液对水稻的化感效应[A];面向未来的土壤科学(上册)——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年
6 王宝凤;韩少华;张进军;;离子液体作用下生物质在亚临界水中的液化行为[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第28分会:绿色化学[C];2014年
7 孟宪平;尹贻龙;;发展秸秆经济 促进农民增收——对邹城市利用小麦秸秆种养食用菌的调查[A];全国农作物秸秆综合利用学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 石顺民;河南新蔡县小麦秸秆实现有效处理[N];人民政协报;2005年
2 记者 胡惠玲 通讯员 李国强 王峰;任县小麦秸秆抢手[N];河北经济日报;2007年
3 通讯员 岳海通石华康 记者 刘兴华;武邑30万亩小麦秸秆变钞票[N];河北经济日报;2007年
4 岳海通 石华康;武邑小麦秸秆成了“宝贝”[N];衡水日报;2007年
5 张建华;沾化:委员提案让小麦秸秆变成“香饽饽”[N];联合日报;2007年
6 记者 马珉璐;我市多措并举推进小麦秸秆综合利用[N];廊坊日报;2008年
7 高科;小麦秸秆巧利用[N];河南科技报;2004年
8 任浩君;清苑县小麦秸秆成了抢手货[N];保定日报;2006年
9 通讯员 岳海通石楠 记者 刘兴华;两地合作净环境促增收[N];河北经济日报;2007年
10 赵石星王超 姬中志;小麦秸秆走俏晋州[N];石家庄日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 时连辉;几种农业废弃物堆腐基质理化特性及在园林覆盖和栽培上的应用[D];山东农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜海天;小麦秸秆表面功能化改性对淀粉塑料性能的影响[D];南京林业大学;2015年
2 赵听;小麦秸秆降解复合菌群FWD1的构建、降解特性及其微生物群落组成研究[D];西北农林科技大学;2015年
3 潘刚伟;小麦秸秆纤维及其复合材料的制备与性能研究[D];江南大学;2012年
4 王雪雅;小麦秸秆降解发酵工艺的研究[D];河南科技大学;2013年
5 蒋韬;小麦秸秆往复式切割试验台的设计与试验[D];山东农业大学;2014年
6 吴艳萍;链霉菌接种对小麦秸秆腐解过程影响的研究[D];西北农林科技大学;2009年
7 曾宇;施用腐熟小麦秸秆对烤烟根土系统及烟叶产量和质量的影响[D];河南农业大学;2014年
8 刘涛;麦秆堆腐基质理化特性、酶活性变化及穴盘育苗的应用[D];西北农林科技大学;2012年
9 韩雪;炭化小麦秸秆对水中离子铵的吸附性能研究[D];兰州理工大学;2012年
10 刘海静;小麦秸秆高效降解菌的筛选及应用效果研究[D];中国农业科学院;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026