产芽孢木质素降解菌MN-8的筛选及其对木质素的降解

• 作者: 朱宝成 李术娜 李红亚 王全 王树香
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 木质素降解 芽孢杆菌 筛选 鉴定 降解特性
• 年，卷（期）: 2014,（2）
• 所属期刊栏目: 土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
• 页码范围: 324-333
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.02.012

摘要

[目的]分离、筛选产芽孢的高效木质素降解细菌,并进一步研究其对木质素的降解作用,为木质素微生物降解规模化应用提供理论依据.[方法]采用苯胺蓝(Azure-B)变色圈法,结合木质素降解酶活力测定从牛粪中分离筛选出产芽孢的木质素降解菌.通过形态特征观察、生理生化试验、16S rDNA以及gyrB序列分析对其中活性最强的菌株进行种属鉴定.利用菌株进行玉米秸秆堆积发酵,监测发酵过程中木质素过氧化物酶(LiP)酶活力、锰过氧化酶(MnP)酶活力以及玉米秸秆中木质素含量的变化,考察菌株对玉米秸秆木质素的降解作用.利用气相色谱-质谱联用(GC/MS)方法对菌株发酵后玉米秸秆中的木质素降解产物进行分析,推测菌株对木质素的降解机制.[结果]分离筛选到一株活性较高的产芽孢的木质素降解细菌MN-8,经形态特征观察、生理生化试验以及16S rDNA序列分析,鉴定菌株MN-8属于芽孢杆菌属(Bacillus).利用16S rDNA序列分析发现MN-8菌株与地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)和解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)同源性均高于99％.而基于gyrB序列构建的系统发育树显示,该菌株与解淀粉芽孢杆菌同源性最高,为99％.因此确定MN-8菌株为解淀粉芽孢杆菌.在玉米秸秆堆积发酵16 d后木质素降解率可达24％;发酵的6-8 d及10-12 d两个阶段内,分别出现MnP酶活力及LiP的产酶高峰期,相对应两个阶段内秸秆木质素的降解最为显著;GC/MS分析显示菌株MN-8可将玉米秸秆中木质素降解成4-羟基-3,5二甲氧基苯乙酮等芳香族类化合物及短链脂肪酸类等小分子物质.[结论]高效木质素降解菌解淀粉芽孢杆菌MN-8可以通过断裂木质素单体之间的连接键β-0-4,高效降解秸秆木质素成为小分子芳香族化合物等物质,且其对秸秆木质素的降解依赖于LiP及MnP的产生.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王全	河北农业大学生命科学学院	47	399	10.0	17.0
2	朱宝成	河北农业大学生命科学学院	224	2038	22.0	30.0
3	李术娜	河北农业大学生命科学学院	112	1023	17.0	25.0
4	李红亚	河北农业大学生命科学学院	66	489	11.0	18.0
5	王树香	河北农业大学生命科学学院	44	473	11.0	20.0