基于高通量测序技术筛选低温秸秆降解菌群的研究

作者：何志刚; 刘慧屿; 刘艳; 隽英华; 王秀娟; 董环; 韩瑛祚

来源：山西农业大学学报(自然科学版), 2021, 41(06): 75-84.

DOI：10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202106029

• 复合菌群
• 玉米秸秆
• 微生物多样性
• 高通量测序技术

[目的]本文旨在筛选低温(10℃)高效的玉米秸秆降解菌群。[方法]采集不同低温菌源的样品,进行低温(10℃)连续富集继代(10代)培养,利用第二代高通量测序方法分析不同处理的细菌群落结构和数量,并测定不同世代的纤维素酶、秸秆失重率等数据。[结果]筛选获得一组高效稳定分解玉米秸秆的复合菌群SLX。该菌群在15 d内产生复合纤维素酶系,对玉米秸秆的分解率达到58.97%。第二代高通量测序技术结果表明不同菌源来源是菌群分类的主要依据,复合菌群SLX主要含有酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的微生物菌株,种分类上,uncultured Acidobacteriaceae,uncultured Sphingomonas等为优势菌株。外切β-葡聚糖酶(C1)与α-变形菌纲(Deltaproteobacteria)、β-葡萄糖苷酶(BG)与β-变形菌纲(Betaproteobacteria)表现正相关;内切β-葡聚糖酶(CMCase)和滤纸酶(FPA)位于第二象限,与酸杆菌门(Acidobacteria)表现正相关,可以解释微生物群落结构总变异的34.15%,菌群通过菌种之间的协同作用,共同维持了体系的稳定。固体发酵培养实验结果显示:麦麸∶秸秆粉的比例为7∶3时为最佳配比,水料比的最佳比例为1∶1时,接种量的最佳值为5%。[结论]研究结果为明确低温秸秆降解菌群降解机理和提高纤维素降解效率提供了理论基础。

• 单位
  环境资源研究所; 辽宁省农业科学院