常温和低温纤维素降解菌的筛选及其酶活特性

摘要

[目的]筛选适宜在我国北方地区应用的常温和低温纤维素高效降解菌株。[方法]利用羧甲基纤维素钠培养基,从内蒙古地区采集的腐殖土、稻草、羊粪、驴粪样本中分离并初步筛选能够降解纤维素的细菌及真菌;分别采用16S rDNA和ITS基因序列分析技术确定细菌和真菌菌株的种属;通过纤维素刚果红水解圈试验、滤纸条降解试验对菌株进行进一步筛选。采用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)比色法测定菌株的纤维素酶活性。[结果]共分离获得44株纤维素降解菌,包括43株细菌和1株真菌,其中,27株为30℃条件下分离得到的常温纤维素降解菌,17株为18℃条件下分离得到的低温纤维素降解菌。在属水平上,芽孢杆菌属(Bacillus)为常温纤维素降解菌中第1优势菌属,假单胞杆菌属(Pseudomonas)为第2优势菌属;假单胞杆菌属为低温纤维素降解菌中第1优势菌属,不动杆菌属(Acinetobacter)和芽孢杆菌属为第2优势菌属。经纤维素刚果红水解圈试验、滤纸条降解试验进一步筛选出纤维素降解效果更好的35株菌,在此基础上通过DNS比色法筛选出3株羧甲基纤维素酶(carboxymethyl cellulose,CMCase)活性较高的菌株,分别为T-8-2(芽孢杆菌属)、LF-7(芽孢杆菌属)、LF-5(曲霉属),其CMCase活性分别为(169.24±2.18)、(136.79±2.05)、(116.01±0.52)U/mL,该3株菌的β-Gase、FPA、C_(1)活性也较高。[结论]研究揭示了内蒙古地区可培养纤维素降解菌的类群组成及纤维素降解能力。筛选出的3株CMCase、β-Gase、FPA、C_(1)活性较高的常温纤维素降解菌株可以作为有效降解纤维素的潜力菌株应用于粪污堆肥发酵剂的研制。