漆酶高产菌株选育及其降解秸秆木质素机理研究畜牧业论文.doc

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漆酶高产菌株选育及其降解秸秆木质素机理研究_畜牧业论文【中文摘要】本试验选择以担子纲白腐真菌(Pleurotus ostreatus WY-01)为出发菌株,利用N+注入技术对其进行诱变选育,获得一株高产漆酶诱变菌株WY-02。运用正交实验设计对其固体发酵培养基和发酵条件进行优化,采用红外光谱法探讨诱变菌株WY-02对油菜秸秆中木质素的生物降解机制。对白腐真菌(Pleurotus ostreatus WY-01)进行N+注入的结果表明:当N+注入剂量为80×2.6×1014ions/cm2时,孢子存活率回升到26%,并且在该剂量下孢子正突变率达到最大,因此确定80×2.6×1014ions/cm2为最佳N+注入剂量。经过N+反复的注入诱变筛选,突变高产菌株WY-02的漆酶活力由出发菌(Pleurotus ostreatus WY-01)的最高峰值酶活4.17U/g提高到12.5U/g。突变菌株WY-02经传5代培养,产酶性能稳定。采用单因素试验和正交试验对突变菌株WY-02产漆酶的固体培养基进行优化,确定突变菌株的最佳产酶培养基为:葡萄糖10g/L,酒石酸铵0.2 g/L,硫酸铜0.015g/L。优化后培养基最适发酵条件:发酵温度为28℃,培养基起始pH为4.5,接种量为每15g油菜秸秆粉3个菌塞(φ12mm),诱导剂用1mmol/L ABTS。经过上述产酶条件的优化,突变菌株WY-02的产酶峰值可达15.3 U/g。对诱变菌株降解后的油菜秸秆中木质素官能团的变化采用红外光谱法进行分析,探索诱变菌株对油菜秸秆中木质素的生物降解机制。从图谱可以看出,1635cm-1处表征木质素中与苯环相连的C=O伸缩振动明显减弱;苯环的特征吸收峰(1515cm-1)由尖峰变为小的肩峰;表征木质素中CH2变形振动的吸收峰(1460cm-1)变得不明显;1324cm-1处的吸收峰明显增强;具有木质素的特征苯环取代物,其谱峰分别为1241cm-1(紫丁香基的C—O)和1057cm-1(愈创木基的O-H)处的振动减弱。从以上分析可以看出,油菜秸秆经诱变菌株降解,其木质素结构发生明显的变化。不仅木质素与苯环相连的C=O键、木质素侧链上CH2结构以及木质素单体(紫丁香基和愈创木基)被部分降解,并且木质素的苯环结构也遭到破坏。这表明油菜秸秆在诱变菌株降解过程中结构性碳水化合物逐步分解,木质纤维素中的环状结构被裂解成链状结构,从而使羟基、亚甲基数目不断增多,这说明白腐菌诱变菌株在降解油菜秸秆木质素方面有独特的优势,有利于高木质化秸秆的降解。