解淀粉芽孢杆菌MN-8对玉米秸秆木质纤维素的降解

• 作者: 朱宝成 李术娜 李红亚 王全 王树香 薛茵茵
• 来源期刊: 应用生态学报
• 学科: 农学
• 关键词: 芽孢杆菌 玉米秸秆 木质纤维素 生物降解
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 页码范围: 1404-1410
• 分类号: S182
• 语种: 中文

摘要

微生物降解木质纤维素既是生物质资源化利用中的关键问题,也是亟需解决的难点问题.本文在前期获得木质素降解菌——解淀粉芽孢杆菌MN-8菌株的基础上,进一步研究该菌株对玉米秸秆木质纤维素的降解作用.研究利用玉米秸秆粉-MSM培养基对MN-8菌株进行固态发酵,监测发酵过程中木质纤维素酶活力和木质纤维素含量变化情况,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)和气质联用色谱(GC/MS)对木质纤维素的降解情况及产物进行分析.结果表明:解淀粉芽孢杆菌MN-8菌株可产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、纤维素酶和半纤维素酶等木质纤维素降解酶,在发酵10～16 d陆续达到酶活力峰值,最高酶活力分别为55.0、16.7、45.4和60.5 U·g-1.发酵24 d后,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率可分别达到42.9％、40.6％和27.1％.FTIR光谱数据表明,玉米秸秆发酵后木质素、纤维素和半纤维素的特征吸收峰强度均有一定程度的下降,表明木质纤维素被部分降解.GC/MS分析结果也证实,解淀粉芽孢杆菌MN-8能有效降解秸秆木质纤维素.MN-8菌株可断裂玉米秸秆木质素单体之间的连接键β-O-4,将秸秆木质素解聚为苯丙胺、苯丙酮和苯丙酸等保留木质素苯丙烷结构的单体化合物,并将部分单体化合物进一步氧化为Cα羰基化合物,如2-氨基-1-苯丙酮和紫丁香基苯乙酮等.在对纤维素和半纤维素降解产物的GC/MS分析中发现,降解产物包含葡萄糖、甘露糖和半乳糖等多种单糖化合物以及甲酸、乙酸、丙酸、1,1-乙二醇和3-羟基丁酸等代谢产物.表明解淀粉芽孢杆菌MN-8对秸秆木质纤维素表现出强降解作用,且该作用依赖于菌株产木质纤维素降解酶的能力.

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
6	薛茵茵	河北农业大学现代科技学院	1	54	1.0	1.0