纤维素降解菌C-19的筛选鉴定、产酶优化及生物强化研究

作者：李豪; 杨衡; 张敏琪; 徐雪明; 张元昊; 张然; 张振东; 张慧玮; 桂仲争^*

来源：农业生物技术学报, 2023, 31(11): 2377-2386.

• 蚕沙
• 蝇蛆
• 纤维素降解菌
• 肺炎克雷伯氏菌C-19
• 纤维素酶

富含难降解的纤维素是制约蚕沙堆肥资源化效率的限制性因素，筛选蚕沙纤维素降解菌将为蚕沙快速无害化处理提供优质菌株。本研究采用CMC-Na平板法和刚果红染色法初筛，从蝇蛆(Musca domestica)高效转化蚕沙废弃物体系的蚕沙基质和蝇蛆肠道样品中筛选到16株具有纤维素降解能力的菌株；采用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid, DNS)法进行复筛，从中筛选到1株纤维素高效降解菌株C-19；通过形态学观察、生理生化实验和16S rRNA基因序列系统发育分析对菌株C-19进行种属鉴定；之后对菌株C-19产酶条件进行了优化；另外，通过测定蝇蛆生物转化蚕沙过程中纤维素的降解率，考察了目标菌株的生物强化作用。结果表明，从蝇蛆高效转化蚕沙体系的蝇蛆肠道样本中获得1株高效纤维素降解菌株C-19，经鉴定为肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)，该菌株最适产酶温度和p H分别为60℃和5，其滤纸酶活(filter paper enzyme activity, FPase)、羧甲基纤维素酶(carboxymethyl cellulase,CMCase)和微晶纤维素酶(avicelase)最高分别可达16.89、13.86和14.30 U/mL；菌株C-19回补蝇蛆生物转化蚕沙体系(6 d)后，蚕沙纤维素降解率为61.2%，显著高于对照组的54.6%(P<0.05)。本研究获得的菌株C-19为耐酸耐高温的纤维素高效降解菌株，其纤维素酶活较高，对蝇蛆生物转化蚕沙降解纤维素体系有生物强化作用，具有制成微生物菌剂应用于蚕沙无害化快速腐熟的潜力。

• 单位
  江苏科技大学; 中国农业科学院蚕业研究所