《堆肥生境中木质纤维素降解微生物和酶系的初步研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《堆肥生境中木质纤维素降解微生物和酶系的初步研究（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、氇 、 ； 岔 矿 “b ? 旗 惩 矿 密 级：单位代码：10 4 2 2 分类号：Q 9 3 l y 学号： 2 0 0 8 113 5 3 囊办孚 硕士学位论文 论文题目：堆肥生境中木质纤维素降解微生物和酶 系的初步研究 A n a l y s i so fL i g n o c e l l u l o s eB i o d e g r a d a t i o nM i c r o o r g a n i s m s an dE n z y m e si nC o m p o s t 作者姓名方冲 专业微生物学 指导教师姓名 专业技术职务 陈冠军教授 王禄山副教授 2 0 11 年5 月
2、2 5日 之彳劳。；。 n一帝I一、，- 、j“ f 原创性声明 I I m Y 1 m 9 帆3 帅州8 眦8 m l m 0 1 | j ：I 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：牡 日期： 关于学位论文使用授权的声明 本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件 和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位 论文的全部或
3、部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：毕导师签 期： 目录 摘要兽I A b s t r a c t I I I A b b r e v i a t i o n V 第1 章绪论1 1 1 木质纤维素的生物降解1 1 1 1 木质纤维素的组成和结构2 1 1 2 木质纤维素降解真菌及酶系3 1 1 3 木质纤维素降解细菌及酶系4 1 2 木质纤维素降解系统中微生物群落的分析6 1 2 1 微生物群落研究的限制因素7 1 2 2 以生物化学为基础的微生物群落研究方法8 1 2 3 以分子生物
4、学为基础的微生物群落研究方法1 0 1 3 立题依据1 2 第2 章木聚糖酶的性质电泳1 4 2 1 材料与方法1 4 2 1 1 木聚糖酶制剂1 4 2 1 2 实验仪器1 4 2 1 3 实验试剂1 5 2 1 4 木聚糖酶性质测定( 3 ，5 二硝基水杨酸法) 1 5 2 1 5 木聚糖酶活性电泳( N a t i v e P A G E ) ：I S 2 2 结果与分析。1 6 2 2 1 木聚糖酶制剂活性展示1 6 2 2 2 黑曲霉A N 7 6 粗酶液中木聚糖酶组分性质测定1 7 2 2 3 不同酶制剂活性条带的展示1 9 2 3 讨j I 念2 1 厂二一二! 初步分析2 2
5、2 2 3 1 1 实验样品2 2 3 1 2 实验仪器2 2 3 1 3 实验试剂2 2 3 1 4 粗酶液的制备2 3 3 1 5 酶活力测定2 3 3 1 6 活性电泳( N a t i v e P A G E ) 2 3 3 1 7 纤维含量的测定2 3 3 2 结果与分析2 5 3 2 1 以玉米秸秆为原料的降解系统2 5 3 2 2 以小麦秸秆为原料的堆肥2 9 3 3 讨 念3 2 第4 章小麦秸秆堆肥过程秸秆降解和酶系变化的分析3 3 4 1 材料与方法3 3 4 1 1 实验仪器3 3 4 1 2 实验试剂3 3 4 1 3 酶活力测定3 3 4 1 4 小麦秸秆堆肥方式3
6、4 4 2 结果与分析3 4 4 2 1 小麦秸秆堆肥过程取样照片3 4 4 2 2 温度、p H 的变化3 5 4 2 3 秸秆降解程度3 6 4 2 4 木质纤维素降解相关酶系的变化3 8 4 3 讨论4 1 第S 章不同堆肥系统的细荫多样性分析4 2 东、j 颂上f 论文 S 1 材料与方法4 2 5 1 1 实验材料4 2 s 1 2 实验仪器4 3 5 1 3 实验试剂4 3 s 1 4 样品总D N A 的提取( 液氮研磨法) 4 3 5 1 5 纯度和产量测定4 3 S 1 6 总D N A 的纯化4 4 5 1 71 6 Sr D N A 基因克隆及引物序列4 4 5 1 8
7、堆肥样品细菌1 6 Sr D N A 文库的构建4 4 5 1 9 基因文库R F L P 分析和测序4 5 5 1 1 0 多样性分析4 5 5 2 结果与分析4 5 5 2 1 玉米秸秆、小麦秸秆样品总D N A 的提取。4 5 5 2 2S e p h a r o s e 4 B 纯化样品总D N A 4 6 5 2 3 细菌通用引物1 6 Sr D N AP C R 4 7 5 2 41 6 Sr D N A 基因文库的构建和筛选( R F L P ) 4 8 5 2 5 测序结果比对5 0 5 3 讨论5 6 全文总结与展望6 0 全文总结6 0 展望6 2 f l e f e f
8、e n c e s 6 3 致 射7 7 摘要 木质纤维素是陆地光合作用的产物，是生物圈中丰富的可再生资源。木质纤 维素的资源化利用在一定程度上能够缓解能源危机，但是该过程存在着瓶颈一 纤维素生物质转化成可发酵多糖效率低。要解决这一问题，首要的策略是筛选 高效的木质纤维素降解酶系。天然生境中木质纤维素降解酶系丰富多样的特点使 之成为酶系筛选的主要目标。不依赖于培养的方法能够比较全面的研究天然生境 中木质纤维素降解微生物和酶系，为工业用酶的筛选奠定了基础。 本文首先建立了快速展示木质纤维素降解酶系各组分的活性电泳方法；后以 秸秆堆肥为主要研究对象，用不依赖于培养的生物化学、分子生物学方法分析整
9、个过程、不同时间秸秆的降解情况、酶系的活力、组成和微生物多样性。 以小麦秸秆为底物连续降解3 2 天，检测发现该过程中纤维素、半纤维素的含 量逐渐降低，纤维素降解率为6 7 5 ，半纤维素降解率为4 3 3 ；薄壁组织基本上 完全降解，降解程度较大。 小麦秸秆堆肥样品降解3 2 天过程中木质纤维素降解相关酶活力和多样性呈 现有规律的动态变化。木聚糖酶、纤维素内切酶和外切酶在降解中期均达到最大 值。发酵中期纤维素内切酶、木聚糖酶组分多样性最高，活性条带数量分别可达 7 条和1 0 条。 直接提取小麦秸秆、玉米秸秆堆肥样品的总D N A ，纯化并进行P C R R F L P 检测， 结果显示小麦秸秆降解样品1 0 0 个转化子中有5 9 是未培养细菌，其余2 0 、6 、 5 分别属于变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门，已知的细菌有1 7 种；玉米秸秆1 0 0 个转化子中有5 7 的细菌属于未培养，其余的3 5 和8 的细菌分别属于变形菌门和 厚壁菌门，已知的细菌有1 5 种。两个样品中都有与木质
