堆肥生境微生物區(qū)系動態(tài)變化和優(yōu)勢絲狀真菌胞外酶系功能分析.pdf

1、堆肥是在微生物作用下高效降解木質(zhì)纖維素的系統(tǒng)。本文以三種原料堆肥為研究出發(fā)對象，利用高通量測序探究了雞舍墊料堆肥、蘑菇渣堆肥、秸稈堆肥三種生物質(zhì)降解系統(tǒng)中微生物區(qū)系隨原料、時間和空間的動態(tài)變化，通過分離純化從玉米秸稈堆肥中分離到一株疏棉狀嗜熱絲孢菌（Thermomyces lanuginosus），并在不同底物培養(yǎng)下，研究了其胞外酶系功能。此外，在畢赤酵母GS115中克隆表達了該菌重要的內(nèi)切木聚糖酶XYNA，并研究其酶學性質(zhì)。這些工作將

2、對微生物菌劑復配以及利用該菌產(chǎn)工業(yè)用酶具有一定的指導意義。
　　本論文取得的主要研究成果如下:
　　1、三種堆肥生境微生物區(qū)系的動態(tài)變化
　　對蘑菇渣堆肥、雞舍墊料堆肥、秸稈堆肥三種堆肥生境微生物區(qū)系動態(tài)變化研究結(jié)果表明，三種堆肥中的細菌群落存在一致性和差異性。從門層次上來看，三種堆肥系統(tǒng)中優(yōu)勢菌門均是厚壁菌門、放線菌門、擬桿菌門和變形菌門。隨堆肥進程，不同門的比重在不同原料的堆肥中發(fā)生的變化不同。溫度較低的蘑菇渣堆肥

3、中，以擬桿菌門和變形菌門為主。在加入了氮源的雞舍墊料堆肥中，溫度迅速增加，厚壁菌門在中期占據(jù)優(yōu)勢，其次是放線菌門，擬桿菌門和變形菌門明顯減少。在增加碳源并減少氮源的玉米秸稈堆肥中，放線菌門在堆肥中期占據(jù)優(yōu)勢，其次是厚壁菌門，擬桿菌門和變形菌門均明顯減少。對玉米秸稈堆肥中的真菌多樣性研究結(jié)果表明，子囊菌門中的Thermomyces lanuginosus(疏棉狀嗜熱絲胞菌，以下簡稱T.lanuginosus)以98％以上的比重占據(jù)數(shù)量上的

4、優(yōu)勢。
　　2、從玉米秸稈堆肥中分離到一株T.lanuginosus
　　T.lanuginosus是產(chǎn)多種耐熱降解酶的絲狀真菌，在堆肥進程中對生物質(zhì)的降解具有十分重要的意義。通過對來自玉米秸稈堆肥中的菌種篩選和分離，獲得了一株疏棉狀嗜熱絲胞菌，命名為sduw-01。
　　3、探究了不同底物培養(yǎng)條件下T.lanuginosus的胞外降解酶系及其功能
　　分別用木糖、木糖醇、阿拉伯糖等三種組成半纖維素的單糖在液體培

5、養(yǎng)條件下發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)誘導產(chǎn)木聚糖酶的能力為，木糖＞阿拉伯糖＞木糖醇。分別用玉米秸稈粉、麩皮、玉米秸稈粉和麩皮的混合物等三種底物種固體發(fā)酵培養(yǎng)T.lanuginosus，發(fā)現(xiàn)混合發(fā)酵產(chǎn)木聚糖酶最高。分別在六種底物培養(yǎng)條件下產(chǎn)生的粗酶液中，均檢測到蛋白酶，且以固體發(fā)酵產(chǎn)蛋白酶較高。
　　通過液相色譜技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)用分析用木糖、木聚糖和三種固體底物發(fā)酵產(chǎn)粗酶液的蛋白組，結(jié)果表明，胞外酶系中的降解酶種類少，且T.lanuginosus能夠

6、根據(jù)不同底物中的不同成分作出相應的響應。以木聚糖為碳源發(fā)酵產(chǎn)1，4-β-內(nèi)切木聚糖酶比例最高為大約為50％，其次是α-葡糖苷酶;玉米秸稈粉中比木聚糖發(fā)酵蛋白質(zhì)組中的幾丁質(zhì)酶和β-1，4-木糖甘酶以及有關(guān)的絲氨酸蛋白酶含量高。此外，還發(fā)現(xiàn)，脂肪酸合成酶在代謝酶中的含量比重最大，為該菌迅速生長提供細胞膜合成需要的脂質(zhì)。
　　4、在畢赤酵母GS115中成功表達木聚糖酶基因xynA
　　提取了T.lanuginosus的RNA并反轉(zhuǎn)