常温和低温纤维素降解菌的分离及其降解特性

寻找适合的纤维素降解菌是解决内蒙古等北方地区纤维素有效应用的关键.本研究采用富集培养和纯培养法对内蒙古西部地区的纤维素降解细菌进行分离并分析其降解特性,以期获得一些高效纤维素降解菌.基于16S rDNA基因序列进行同源性比对以确定种属,用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)比色法测定纤维素酶活性,并对酶活较高的菌株进行产酶条件优化.结果表明:总共分离到59株纤维素降解细菌,包括分别在10℃下分离到的36株低温纤维素降解细菌和28℃下分离到的23株常温纤维素降解细菌;16S rDNA序列分析显示59株菌分别属于α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、β-变形菌纲(β-Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)以及放线菌门(Actinobacteria).其中,α-变形菌纲为常温纤维素降解细菌中第1优势菌群,β-变形菌纲和放线菌门为第2优势菌群;γ-变形菌纲为低温纤维素降解细菌中第1优势菌群,拟杆菌门为第2优势菌群.在属水平上,假苍白杆菌属(Pseudochrobactrum)为常温纤维素降解细菌中第1优势菌属,假单胞菌属(Pseudomonas)为第2优势菌属;假单胞菌属为低温纤维素降解细菌中第1优势菌属,鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)为第2优势菌属.菌株CB04(属于纤维菌属(Cellulomonas))的羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)酶活在所有菌株中最高,优化后的最佳产酶条件为:酵母提取物为氮源,培养时间为4 d,pH值为7,其CMC酶活可达114.6 U/mL,是极具开发潜力的纤维素酶生产菌菌株.本研究揭示了内蒙古西部地区可培养纤维素降解细菌的类群组成及其纤维素降解能力,为认识和利用纤维素降解菌提供理论依据和实践基础.