一株耐低温纤维素降解菌的发酵条件优化和秸秆降解研究

作者：董雪丽; 季静^*; 张松皓; 王罡; 王昱蓉

来源：农业生物技术学报, 2022, 30(05): 978-989.

• 耐低温纤维素降解菌
• 发酵条件优化
• 酶特性
• 秸秆降解

我国北方地区是主要的农作物种植产区，但由于气候寒冷干燥、土壤沙质化，农业残留秸秆分解缓慢甚至不能被完全降解，使其既不能作为当季肥源施用，又造成了秸秆与后茬作物争氮、影响作物生长的现象。为了解决寒冷地区的秸秆降解问题，本研究采用刚果红染色和低温筛选的方法从腐化秸秆中分离出了1株耐低温纤维素降解菌株JiTF01，并通过18S rDNA序列分析对该菌株进行了分子生物学鉴定；采用单因素实验和响应面分析法优化了此菌株低温下的发酵产酶条件和所产纤维素酶的特性；另外，通过对低温发酵过程中秸秆降解率和纤维素酶活性的测定，考察了目标菌株在低温下对秸秆的生物降解性能。结果表明：分离所得菌株JiTF01为青霉属(Penicillium sp., GenBank No. MZ285877)，其可在10℃下降解纤维素。该菌株在低温下的最优产酶条件为pH 6.67、接种量2.89%和培养时间12.13 d。同时发现，菌株JiTF01具有良好的耐酸特性，酸性条件下可产生较高的纤维素酶活性，且所产纤维素酶的酶促反应活性和稳定性在pH 2时仍能分别保留41.93%和94.35%。此外，菌株JiTF01在10℃下与水稻秸秆发酵21 d后，秸秆的降解率可达45.24%。本研究结果对纤维素酶的生产应用以及寒冷地区秸秆资源的处置具有重要意义。

• 单位
  环境科学与工程学院; 天津大学