产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化
高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化

傅科鹤,范莉莉,陈慧颖,等.高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化[J].江苏农业科学,2021,49(3):214-218.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2021.03.038高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化傅科鹤1,2,范莉莉1,2,陈慧颖1,黄 颖1,张同林1(1.南昌师范学院生物系,江西南昌330032;2.地方鸡种遗传改良省级重点实验室/南昌师范学院生物技术研究所,江西南昌330032) 摘要:纤维素是自然界中分布最广泛的一种生物质能源,筛选能够高效降解纤维素的菌株对于开发利用这类物质具有重要意义。
从土壤中分离纯化获得一株高产纤维素酶的菌株TW063-3,通过形态学结合分子生物学鉴定得出,该菌株为草酸青霉。
通过单因素优化试验寻找最佳培养条件,然后通过正交试验确定关键因子的最佳参数。
筛选得出最佳培养条件:15g/L羧甲基纤维素钠+2g/L硝酸铵,pH值为3.0,200r/min培养6d。
在最佳培养条件下,酶活性比优化前提高了34.1%,达到524.4U/mL。
研究结果可为生物降解纤维素酶提供一定的理论及应用价值。
关键词:纤维素酶;草酸青霉;培养基优化 中图分类号:S182 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2021)03-0214-05收稿日期:2020-03-10基金项目:江西省教育厅项目(编号:151252、GJJ161233);国家自然科学基金地区项目(编号:31660020)。
作者简介:傅科鹤(1976—),男,江西南昌人,博士,讲师,主要从事微生物土壤修复研究。
E-mail:khfu0112@163.com。
通信作者:范莉莉,博士,讲师,主要从事木霉菌分子遗传研究。
E-mail:llfan31@163.com。
纤维素酶能够将自然界中最丰富的生物质能源———纤维素类物质分解成可溶性单糖,从而为大批量生产生物燃料乙醇提供廉价原料[1]。
产纤维素酶菌种的筛选与优化

产纤维素酶菌种的筛选与优化一、菌种筛选的原理与方法菌种筛选的原理是通过筛选产纤维素酶活性高、产量大的菌种。
常用的菌种筛选方法有以下几种:1.传统菌种筛选:分离环境中的纤维素降解菌株,通过纤维素酶活性测定筛选产纤维素酶能力较强的菌株,再通过多次温育和活性测定,逐步筛选出高活性的菌株。
2.显性菌种筛选:利用纤维素酶结构上保守的区域设计引物,在环境DNA中扩增出纤维素酶基因片段,使用这些基因片段进行克隆构建,然后在宿主中进行表达,通过纤维素酶活性测定筛选产纤维素酶能力较强的菌株。
3.基因工程菌种筛选:利用已知纤维素酶的基因进行基因工程,通过载体导入宿主细胞中,通过外源表达基因,从而获得产纤维素酶菌种。
二、菌种优化的原理与方法菌种优化的原理是通过改变菌株基因组或环境条件,提高纤维素酶产量和活力。
常用的菌种优化方法有以下几种:1.自然进化优化:通过长期培养,逐渐挑选出产酶能力强、极端环境适应能力强的突变菌株。
2.诱变优化:利用物理、化学或基因工程等方法对菌株进行诱变,通过筛选获得产纤维素酶能力强、菌株稳定的变种。
3.基因工程优化:利用已知纤维素酶的基因进行基因编程,通过基因工程技术对菌株基因组进行改造,以提高纤维素酶的产量和活力。
三、未来的研究方向1.菌种筛选方法的改进与创新:应综合运用传统筛选、显性筛选和基因工程筛选等方法,发展新的高效、快速的菌种筛选方法。
2.菌种优化技术的优化与提高产量、活性:要通过生理、代谢工程的方法改造纤维素酶产生菌,提高纤维素酶的产量和活力。
3.开发新型纤维素酶菌株:从不同环境中分离筛选出产酶能力强的菌株,进一步发现和研究产纤维素酶的新菌株。
4.提高纤维素酶产量与废弃物转化率的研究:将纤维素酶应用于废弃物转化过程,提高纤维素酶产量和转化率。
综上所述,产纤维素酶菌种筛选与优化的研究是促进纤维素酶应用的关键。
通过不断改进筛选和优化方法,进一步开发新的菌种,提高纤维素酶的产量和活力,将对纤维素酶的应用产生积极的推动作用。
纤维素酶高产菌株的选育

纤维素酶高产菌株的选育
纤维素酶是一种能够分解纤维素的酶,对生物质的利用具有重要意义。
选育纤维素酶高产菌株是提高纤维素酶生产效率的关键。
以下是一些选育纤维素酶高产菌株的常用策略和方法:
1. 采用自然筛选法:从自然环境中采集植物残渣、堆肥等具有高纤维素含量的样品,通过培养和筛选获取纤维素酶高产菌株。
这种方法的优势是能够发现具有适应性强、高纤维素酶产量的菌株。
2. 遗传工程法:通过对已知具有高纤维素酶产量的菌株进行基因工程改造,引入其他有利于纤维素酶产量提高的基因或突变体。
3. 诱变法:通过化学物质(如EMS、亚硝酸钠等)或辐射(如紫外光、X射线等)处理菌株,诱发基因突变,筛选出纤维素酶高产突变菌株。
4. 基因筛选法:通过分析纤维素酶基因的表达水平和调控机制,筛选具有高纤维素酶基因表达水平和调控机制的菌株。
5. 代谢工程法:通过改造代谢途径,优化产生纤维素酶所需的底物和能量供应等因素,提高纤维素酶产量。
以上方法可根据实验室条件和研究目的选择合适的方法进行选育纤维素酶高产菌株。
菜地土壤中纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化

菜地土壤中纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化一、绪论纤维素是一种在自然界中广泛存在的多糖化合物,是植物细胞壁的主要成分之一,包括木质素、纤维素和半纤维素。
据统计,全球每年约有数十亿吨的植物纤维素被合成,其中约有90%的植物纤维素来自于农田作物秸秆、果壳、木材废弃物等。
纤维素具有很高的结晶性和高聚合度,使其难以被微生物降解。
但纤维素又具有广泛的应用价值,例如可用于生物燃料的生产、食品添加剂和医药领域等。
寻找能高效降解纤维素的微生物,对于资源循环利用、环境保护和生物技术的发展具有重要意义。
在农田中,菜地土壤是农作物生长的主要土壤类型之一,其中的微生物种类繁多。
其中一些具有降解各种有机物的潜能。
菜地土壤中的微生物资源对于寻找具有纤维素降解能力的菌株具有重要价值。
本研究旨在从菜地土壤中筛选出具有较高纤维素降解能力的菌株,并对其产酶条件进行优化,以期能为纤维素资源的有效利用提供科学依据。
二、材料与方法1. 样品的采集本研究选取了5个不同类型的菜地土壤样品作为研究对象,分别是A、B、C、D、E五个样点。
每个样点的土壤样品采集3份,混合后称为A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2、D3、E1、E2、E3。
2. 纤维素降解菌的筛选将每份土壤样品分别加入无菌水中,制成不同浓度的土壤悬浊液。
接种于含有纤维素的琼脂板,培养48小时后进行细菌筛选。
通过观察产酶圈直径大小进行初步筛选,然后进行传代培养,最终选取具有较高产酶能力的菌株。
3. 菌株的鉴定通过形态学观察、生理生化实验以及16S rDNA序列分析等方法对菌株进行鉴定和分类。
4. 产纤维素酶条件的优化选取具有较高产酶能力的菌株,通过单因素试验和响应面试验确定最佳的产酶条件,包括温度、pH值、碳源和氮源的种类和浓度。
5. 酶活力测定采用标准方法测定优化条件下菌株产酶的酶活力,并进一步评估其降解纤维素的能力。
三、结果与讨论经过初步筛选和传代培养,从15个菜地土壤样品中筛选出了10株具有较高纤维素酶产酶能力的菌株。
实验报告

产纤维素酶菌株的分离、筛选和酶条件的选择史庚林(河西学院张掖 734000)摘要:采用摇床液体发酵试验, 对18 个菌株产纤维素酶进行滤纸酶活性、CMC 酶活性、B2葡萄糖苷酶活性测定, 筛选出1株产纤维素酶活性较高的菌株(C真3) , 并通过正交试验, 确定该菌株的最优产酶条件。
结果表明, 最佳组合条件是液体发酵时间7 d, 摇床培养温度30 ℃, 起始粗酶发酵培养基pH 值5. 5。
关键词:纤维素酶分离筛选引言:纤维素是地球上最丰富的有机物质, 是植物细胞壁的主要组分, 广泛存在于自然界中。
1906 年Seillieve 在蜗牛的消化液中发现了分解纤维素的纤维素酶之后[1] , 人们开始对纤维素酶进行大量的研究和探讨, 其中以纤维素转化成糖作为主要目标。
20 世纪70 年代, 美国、日本、西德等发达国家已工业化生产纤维素酶制剂, 它可将丰富的纤维资源转化为再生资源, 解决能源、饲料和食品供应的不足。
我国20 世纪70 年代也开始这方面的研究, 并在酒精、白酒、酱油等行业进行实质性的应用.自然界中能够降解和利用纤维素的微生物种类繁多, 包括真菌、放线菌、部分酵母菌等[2]。
本文通过摇瓶产酶培养的方法, 从18个土壤或香菇栽培而污染的菌筒中分离获得的菌株中筛选出1株酶活性较高的菌株, 并确定其产酶的优化条件, 以便为这一菌株的应用提供参考依据。
1材料与方法1. 1 菌种从土壤或栽培香菇的烂筒中分离了18 株菌株: C真3、C放1、J1、E细2、S4、H真6、E细3白、J1白、K真2、I2、E细1、B放1、C真11、土木、C放2、N真1、E细3、M细4, 均由福建农林大学生命科学学院微生物教研室提供; 以康氏木霉13032(T richod erma koninig ii) 为对照菌株。
1. 2 培养基的制作1. 2. 1斜面菌种培养基马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA ):马铃薯(去皮)200g,蔗糖20g,琼脂20g,蒸馏水1000ml,自然pH值[3]。
一株产纤维素酶的诺卡氏属菌株筛选及产酶条件研究

Ab t a t 4 p r e sri s sr c : 2 u f d tan wee s l td r m s a a d o c t e i i r i ae f o o t w n / r at ma u e fe n c me t ut r .Amo g t a r l n r at r e r h n c l e i u n s,n
a t i e , n r l n rl d ni e s N c r i p .Af r a d , e s r e e t i s u e o a c ran p i l ci t s a d p e i a y i e t d a o ad a s p vi mi i i f t w r s t c e n d sr n wa s d t s et i o t e h a ma
吴 海 龙 , 立青 , 萍 张 方
(. 境 修 复 与生 态 健 康 教 育 部 重点 实 验 室 , 江 大 学 环 境 与 资 源学 院 , 州 3 0 2 ; 1环 浙 杭 10 9
2 泰 山医 学 院化 工 学 院 , . 山东 泰 安 2 10 ) 7 0 0
摘 要 : 通过对 秸秆和牛粪 干的增殖培养 , 中分离 、 从 纯化 获得 4 2株菌株 。 经滤纸条 崩解实验 、 溶菌 圈 大小钡 定及 C ae 羧 甲基纤维素酶活) 4 MC s ( 测定 , 筛选得到 1 株代 号为 G A 2 N 10对纤维素降解具有优势的
放线菌 , 初步鉴定 为诺 卡 氏菌属 ( oadasp)实验 确定该菌 株 的最佳 产酶条件 为 : 度 2 ℃;H值 N cri p .。 温 8 p
5 ; . 硫酸铵作氮源时产酶能力最强 。 6 关键词 : 纤维素 ; 放线茵 ; 甲基纤维素酶 活 ; 羧 酶促反应 中图分类号 : 8 4 Q 1 文献标识码 : A 文章编号 :0 1 7 1 (0 8 0 — 7 8 0 10 — 1 92 0 )6 0 6 — 6
(整理)产纤维素酶菌种的筛选与优化.

目录实验一产纤维素酶菌种的分离与初筛实验二产纤维素酶菌种的复筛与保藏实验三酶活测定与传代保藏实验四产纤维素酶菌种的紫外诱变育种实验五产纤维素酶菌种的产酶条件优化实验六产纤维素酶菌种的产酶条件优化的结果分析实验一产纤维素酶菌种的分离与初步鉴定一、实验目的1.了解产纤维素酶微生物分离的基本原理;2.掌握产纤维素酶微生物分离的操作方法。
二、实验原理自然界中存在大量的纤维素类物质,同时存在着很多能分解纤维素类物质的生物,小到细菌、放线菌、真菌,大到一些食草类昆虫与动物。
这些生物与绿色植物一起构成了这个世界的碳循环。
在发酵堆肥中,存在着大量的,耐高温的纤维素分解菌株,但多半都为混合分解,菌种需要:1.内切型葡萄糖苷酶(endo-1,4-β-D-glucanase,EC3.3.1.4,简称EBG),也称Cx酶、CMC酶、EG。
这类酶作用于纤维素分子内部的非结晶区,随机识别并水解β-1,4-糖苷键,将长链纤维素分子截短,产生大量非还原性末端的小分子纤维素;2.外切型葡萄糖苷酶(exo-1,4-β-D-glucanase,EC3.2.1.91),也称C1酶、微晶纤维素酶、纤维二糖水解酶(Cellobiohydrolase,简称CBH),这类酶从纤维素长链的非还原性末端水解β-1,4-糖苷键,每次切下纤维二糖分子;3.Β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,EC3.2.21,简称BG)又称纤维二糖酶,它能水解纤维二糖以及短链的纤维寡糖生产葡萄糖,对纤维二糖和纤维三糖的水解很快。
随着葡萄糖聚合酶的增加水解速度下降,这种酶的专一性比较差。
只有三种酶的协同作用,才能较好的分解纤维素。
就单菌落而言,霉菌如木霉、曲霉和青霉的总体酶活性较高,产量大,故在畜牧业和饲料工业中的应用的纤维素酶主要是真菌纤维素酶。
本实验以羟甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基作为筛选培养基,只有能够水解纤维素成单糖并加以利用的微生物才能在筛选培养基上生长,利用筛选培养基分离产纤维素酶的微生物。
菜地土壤中纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化

菜地土壤中纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化1. 引言1.1 研究背景菜地土壤中的纤维素降解菌是一类具有潜在应用价值的微生物资源。
纤维素是植物细胞壁的主要结构组分,由纤维素酶降解可以释放出储存在其中的碳源,为微生物的生长提供能量。
纤维素降解菌在资源化利用方面具有重要意义。
随着环境污染和能源危机的日益严重,利用微生物对植物纤维素进行高效降解已成为当前研究的热点之一。
菜地土壤中自然存在着大量微生物群落,其中可能潜藏着具有高效纤维素降解能力的菌株。
通过对菜地土壤中的微生物群落进行筛选和鉴定,可以发现一些潜在的纤维素降解菌。
这些菌株可能具有特殊的降解能力和适应性,在优化的产酶条件下可以获得更高的酶产量,为纤维素降解技术的进一步应用提供支持。
对菜地土壤中纤维素降解菌的筛选及产酶条件优化的研究具有重要的理论和应用意义。
通过深入探究纤维素降解菌的机理和特性,可以为资源化利用提供新的思路和方式。
1.2 研究目的研究目的是针对菜地土壤中潜在的纤维素降解菌进行筛选,通过优化产酶条件来提高纤维素酶的产量和活性。
通过研究纤维素降解菌的产酶机理,探讨其在纤维素降解过程中的作用机制,并展望其在生物质能源、环境保护和农业生产中的应用前景。
本研究还将对菜地土壤中纤维素降解菌的分子生物学特性进行深入研究,为揭示其种属特征、代谢途径和遗传变异提供依据。
综合考虑以上目的,本研究旨在为纤维素降解菌的筛选及产酶条件优化提供科学依据,推动其在资源化利用和环境保护领域的应用与推广。
1.3 研究意义纤维素是一种广泛存在于植物细胞壁中的多糖物质,是地球上最丰富的可再生生物质资源之一。
而纤维素的高效降解一直是生物资源化利用的重要研究方向。
菜地土壤中纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化研究,对于挖掘和利用纤维素降解菌具有重要的意义。
寻找能够高效降解纤维素的细菌菌株,有助于提高纤维素的利用效率,减少资源浪费,同时也有利于环境保护和生态平衡的维持。
通过优化产酶条件,提高纤维素降解菌产酶量和酶活力,不仅可以降低生产成本,还可以提高纤维素降解效率,加速生物资源转化与再利用的进程。
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从 中分 离筛 选产 纤维 素酶 菌株 。 初 筛培 养基 :孟 加 拉红琼 脂培 养基 ] 、羧 甲基 纤维 素钠 培养 基 ( C MC - Na )U 9 ] 。
斜 面培 养 基 :P D A 完全 培养 基 l J 圳 。 液体 发酵 培养基 【 4 J . 蛋 白胨 3 g , NH4 NO 3 2 g , 酵 母粉 0 . 5 g , K H2 P O 4 4 g , Mg S O4 ‘ 7 H2 0 0 3 g , C a C 1 2 ’ 2 H2 0
近 年来 ,由于持 续 的 能量耗 损 ,枯竭 的化石燃 料 与环 境 污染 的加 重 ,使得 人们 越来 越 关注碳 资源 的利用 J 。
因此 ,纤 维素 的 降解利 用 引起 高度 关注 与 重视 。 目前 ,纤 维 素一般 用 作燃 料 ,或 是被烧 荒 、遗 弃腐 烂掉 , 这 不仅 浪 费 了资源 ,还 会 引起严 重 的环 境污 染 [ 3 】 。所 以 ,纤 维素 的综 合利 用与 有 效 的转 化对 于解 决当前 的
・通讯作者 :邢承 华 ( 1 9 7 6 -) ,男,博 士,教授 ;研 究方向:植物营养 、植物生 态。x i n g c h e n g h u a @h o t ma i l . c o m
2
纤 维 素 科 学 与 技 术
第2 3 卷
1 实验
1 . 1 试 剂 与材 料 菌 种来源 :从 浙江 师 范大学 生物 园栽 培水 稻半 年 以上 的土壤 中,采集距 地 面约 5 ~2 5 c m 深 处 的土样 ,
过观察菌落形态 、颜色和 孢子形态等方法初步鉴 定 目的菌株。结果表 明,本研究筛选 出的 2株 目的菌 株 均为黑 曲霉 。菌株 的最佳碳源和 氮源分别为 1 . 0 %C MC - Na 和0 . 3 %酵母 膏,最佳培养起始 p H值和最
适宜温度分别 为 4 和4 0 * C。 在此条件 下培 养 7 d 后 菌株 1 和菌株 2的 C MC a s e 酶活分别达到 O . 5 0 4 I U/ mL
第2 3卷 第 2期
2 0 1 5年 6月
纤 维 素 科 学 与 技 术
J o u r n a l of Ce l l ul os e S c i e nc e a nd Te c hn o l o g y
Vb 1 . 2 3 NO. 2
J u n. 20 1 5
文章编号 :1 0 0 4 . 8 4 0 5 ( 2 0 1 5 ) 0 2 . 0 0 0 1 . 0 7
产纤维 素酶菌株 的筛选及产酶 条件 优化
张丽影 , 汪寒寒 , 潘 婷 , 邢承Fra bibliotek , 蔡妙珍
( 1 . 浙江师 范大学 化学 与生命科 学学院,浙江 金华 3 2 1 0 0 4 ;
和 0 . 2 7 7 I U/ mL。
关键词 :产纤维 素酶 菌;筛选 ;羧 甲基纤维素酶 ;酶 活力 中图分类号 :Q9 3 . 3 3 1 文献标识码 :A
纤维 素是 地球 中最丰 富 、来源 最 广泛 的碳 水 化合 物 ,它 的 降解与循 环 利用 是 实现 碳循环 的重要 途径 I 】 J 。
收 稿 日期 : 2 0 1 5 - 0 3 . 0 2 基 金项 目: 浙 江 省 公 益 性 技 术 应 用 研 究 计 划 项 目 ( 2 0 1 3 C 3 2 0 4 7 ) ;金华市科技计划项 目 ( 2 0 1 1 - 2 0 0 5 ) 。 作 者简介 :张丽影 ( 1 9 9 0 ~ ) ,女 ,硕士研究 生;研究方 向:环境修复与逆境植物 生理 。1 1 3 8 6 2 5 2 9 6 @q q . c o r f l
能 源危 机 、粮 食短 缺 、环 境污 染 等有 重大 的意义 。
纤 维 素酶 ( c e l l u l a s e )是 降解 纤维 素 的一 组酶 系 总称 【 5 J ,它 能将 纤 维素 分解 为葡 萄糖 ,在 食 品 、造 纸 、 纺 织 、洗涤 和饲 料 等 工业有 重 要作 用 【 6 ] 。而 降低 纤维 素酶 的 生产成 本 是纤 维素 酶真 正用 于 工业 生产 的首要
2 . 浙 江 师 范 大 学 地 理 与 环 境 科 学 学 院 ,浙 江 金 华 3 2 1 0 0 4 ; 3 .金 华 职 业 技 术 学 院 农 业 与 生 物 工 程 学 院 , 浙 江 金 华 3 2 1 0 0 7 )
摘
要 :以羧 甲基纤 维素钠培养基和液 体发酵培养基筛选菌株 ,经初筛和 复筛 筛选 出目的菌株后 ,通
菌 株 对秸 秆进 行 降解 ,降解 效 果不 佳 丌 。本文 从长 期栽 培 水稻 的土 壤 中分 离 出产纤 维素 酶菌 株 ,测 定 了纤 维 素 酶活 力 并对 其进 行产 纤 维素 酶条 件优 化 ,最大 程度 的增 大 菌株 的产 酶量 及 菌株 的酶 活力 ,利用 优化 的
菌 株共 同处 理平 菇菌 糠及 杏鲍 菇 菌糠 ,以便 降解 菌 糠 中 的粗 纤 维成 分 ,使 菌糠 转化 成利 于 动物 消化 和 吸收 的菌 糠饲 料 。