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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 一株?yáng)|祁連山高寒草地土壤纖維素分解菌的篩選及培養(yǎng)特性的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本論文從高寒草地分離的的真菌中，通過(guò)纖維素分解能力進(jìn)行初步篩選，以一株分解能力較強(qiáng)的真菌菌株為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定和培養(yǎng)特性的研究。
- 詳細(xì)介紹：
- 從東祁連山高寒草地中分離的真菌菌株中，通過(guò)CMC-Na平板培養(yǎng)基、剛果紅染色的方法，結(jié)合濾紙平板培養(yǎng)基作為篩選指標(biāo)進(jìn)行初步篩選，篩選出1株分離頻率比較大的菌株，對(duì)其進(jìn)行了初步形態(tài)學(xué)鑒定，并對(duì)其透明圈穩(wěn)定性和培養(yǎng)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：篩選出的菌株具有較強(qiáng)的纖維素分解能力，經(jīng)形態(tài)學(xué)初步鑒定為鐮孢屬真菌(Fusarium sp.)；繼代培養(yǎng)15代后，其透明圈直徑大小較第1代相比變化不大，說(shuō)明具有穩(wěn)定的纖維素分解能力；供試菌株的菌絲生長(zhǎng)溫度范圍為5～35 ℃,最適生長(zhǎng)溫度為30 ℃；在參試的pH值范圍內(nèi)均能生長(zhǎng)，并且在pH值為7.08的環(huán)境中生長(zhǎng)最快；具有一定的耐鹽和抗干旱脅迫的能力；對(duì)不同的碳、氮源利用能力不同，在供試的11種碳源和12種氮源中，乳糖和大豆蛋白胨分別為最適碳源和氮源。以1.5%的水瓊脂培養(yǎng)基為對(duì)照，在黑麥草浸提液培養(yǎng)基上生長(zhǎng)較快，三葉草的浸提液培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)速度較慢，其余的天然纖維素浸提液培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)速度差異不明顯。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 本論文從高寒草地分離的的真菌中，通過(guò)纖維素分解能力進(jìn)行初步篩選，以一株分解能力較強(qiáng)的真菌菌株為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定和培養(yǎng)特性的研究，旨在更好地了解其生理和生物學(xué)特性，以便更合理地開(kāi)發(fā)和利用高寒草地土壤纖維素分解菌資源。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 開(kāi)發(fā)利用微生物資源，對(duì)促進(jìn)東祁連山高寒草地物質(zhì)循環(huán)具有重要意義。纖維素分解菌在加速秸稈等纖維素物質(zhì)的分解中起著重要的作用，但有關(guān)高寒草地纖維素分解菌的分離、篩選及其特性的相關(guān)研究未見(jiàn)報(bào)道。本文選擇從高寒草地分離獲得的真菌中，選擇了一株分解纖維素能力較強(qiáng)的真菌菌株為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行較系統(tǒng)的研究，為開(kāi)發(fā)和利用此菌株提供依據(jù)，為開(kāi)發(fā)高寒草地土壤纖維素分解菌資源提供借鑒。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 在草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，作為主要分解者的微生物，在草地物質(zhì)的轉(zhuǎn)化中起著重要，研究具有纖維素分解功能的微生物，特別是研究、開(kāi)發(fā)和利用高寒草地纖解菌，對(duì)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中促進(jìn)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化具有重要的先是意義。本論文從高寒草地分離的真菌中篩選出的一株真菌，通過(guò)測(cè)定其對(duì)纖維素分解能力以及形態(tài)學(xué)鑒定和培養(yǎng)特性的研究，旨在為開(kāi)發(fā)利用該菌株提供理論依據(jù)，為開(kāi)發(fā)和利用高寒草地土壤纖維素分解菌資源提供借鑒。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 從東祁連山高寒草地中分離的真菌菌株中，通過(guò)CMC-Na平板培養(yǎng)基、剛果紅染色的方法，結(jié)合濾紙平板培養(yǎng)基作為篩選指標(biāo)進(jìn)行初步篩選，篩選出1株分離頻率比較大的菌株，對(duì)其進(jìn)行了初步形態(tài)學(xué)鑒定，并對(duì)其透明圈穩(wěn)定性和培養(yǎng)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：篩選出的菌株具有較強(qiáng)的纖維素分解能力，經(jīng)形態(tài)學(xué)初步鑒定為鐮孢屬真菌(Fusarium sp.)；繼代培養(yǎng)15代后，其透明圈直徑大小較第1代相比變化不大，說(shuō)明具有穩(wěn)定的纖維素分解能力；供試菌株的菌絲生長(zhǎng)溫度范圍為5～35 ℃,最適生長(zhǎng)溫度為30 ℃；在參試的pH值范圍內(nèi)均能生長(zhǎng)，并且在pH值為7.08的環(huán)境中生長(zhǎng)最快；具有一定的耐鹽和抗干旱脅迫的能力；對(duì)不同的碳、氮源利用能力不同，在供試的11種碳源和12種氮源中，乳糖和大豆蛋白胨分別為最適碳源和氮源。以1.5%的水瓊脂培養(yǎng)基為對(duì)照，在黑麥草浸提液培養(yǎng)基上生長(zhǎng)較快，三葉草的浸提液培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)速度較慢，其余的天然纖維素浸提液培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)速度差異不明顯。
獲獎(jiǎng)情況
- 作品在2011年2月第六期《草原與草坪》雜志上發(fā)表
鑒定結(jié)果
- 鑒定結(jié)果合格
參考文獻(xiàn)
- [1] 陳秀蓉,南志標(biāo).細(xì)菌多樣性及其在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的作用[J].草業(yè)科學(xué).2002,39(9)：34-38. [2] 楊成德,龍瑞軍,陳秀蓉.土壤微生物功能群及其研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào).2008,(39):2,421-424. [3] 張晶,張惠文,李新宇,等.土壤微生物生態(tài)過(guò)程與微生物功能基因多樣性[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào).2006,17(6): 1129-1132 [4] Lyndl R,Paul J W,Vanzyl W H,et al . Micribial cellulose utilization: Fundamentals and biotechnology[J] .Microbiology and Molecular Biology Reviews,2002,66(3) :506- 577 . [5] Nowak J, Nowak D, Chevallier P. Analysis of composite structure and p rimordialwood remains in petrified wood. App l Spectrosc, 2007, 61 (8) :889-895. [6] Lyndl R,Wymanc E,Gerngross T U.Biocommodity engineering[J].Biotechnol Prog,1999 ,15:777 - 793 . [7] Hankin L, S L Anagnostakis. Solid medium containing carboxymethylcellulose to detect CX cellulase activity of microorganisms[J]. J Gen Microbiol, 1977, 98: 109-105. [8] 張輝,桑青.生物降解纖維素研究新進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007,35(27):8651- 8653,8655
同類課題研究水平概述
- 人們對(duì)微生物在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的作用早有成熟的認(rèn)識(shí)[1]。當(dāng)前對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)中微生物的研究逐步傾向于微生物和生態(tài)系統(tǒng)功能的相互關(guān)系，與微生物及其多樣性有關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)功能的研究，大多著眼于土壤生態(tài)系統(tǒng)中微生物的功能群。在草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，具有纖維素類物質(zhì)分解作用的微生物是其中一種比較重要的功能群資源。研究微生物的功能已經(jīng)成為微生物生態(tài)學(xué)中微生物多樣性研究的又一新的研究領(lǐng)域[2-3]，同時(shí)，對(duì)具有纖維素分解功能的微生物的研究，必將對(duì)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的意義。 纖維素是地球上數(shù)量最大的可再生資源, 占植物干重的35 %～50 %[4]，它是地球上分布最廣、含量最豐富的碳水化合物。纖維素類物質(zhì)是組成植物細(xì)胞壁的主要成分，纖維素類物質(zhì)的降解在碳素循環(huán)中占有重要位置[5]。同時(shí)，纖維素類物質(zhì)是自然界中數(shù)量最大的可再生性物質(zhì)[6]，但纖維素分子在自然狀態(tài)下極難分解[7]。自然界存在的一些微生物可將纖維素類物質(zhì)進(jìn)行分解進(jìn)入地球的碳素循環(huán)，在這些微生物中有一部分細(xì)菌、放線菌和真菌能誘導(dǎo)產(chǎn)生纖維素酶，進(jìn)行纖維素類物質(zhì)的分解，真菌被認(rèn)為是酶系最全的纖維素降解菌[8]。 采用微生物降解纖維素類物質(zhì)的手段，將纖維材料轉(zhuǎn)化為飼料、堆肥、栽培基質(zhì)、化工原料等方面具有廣闊的應(yīng)用前景[9-11]，但前提是要首先分離到能夠有效分解纖維素的微生物菌種。雖然國(guó)內(nèi)外在農(nóng)作物秸稈、家畜瘤胃、堆肥、動(dòng)物腸道、城市垃圾等環(huán)境中進(jìn)行了纖維素分解菌的分離和篩選 [13-18]，但目前得到的菌株的纖維素酶活力低，即使酶活力很高的菌株經(jīng)繼代培養(yǎng)后表現(xiàn)出退化或不穩(wěn)定，這些因素一直是阻礙纖維素酶大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題[19]。因此，篩選高效纖維素酶活力的菌株仍然是人們努力的目標(biāo)。 東祁連山高寒草地地處青藏高原的東緣，由于地理位置特殊、氣候條件獨(dú)特、生物種類多樣，獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境孕育了功能多元化的草地土壤微生物資源，同時(shí)也形成了具有地域性特殊功能的微生物資源。已有的研究報(bào)道了東祁連山高寒草地土壤纖維素分解菌的分布狀況以及不同利用方式下纖維素分解的分布規(guī)律[20]。但至今為止，仍未見(jiàn)來(lái)源于東祁連山高寒草地具有纖維素分解功能的微生物及其培養(yǎng)特性的相關(guān)報(bào)道。
