产纤维素酶破囊壶菌的筛选及其纤维素酶功能研究

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破囊壶菌是一类广泛分布于全球海洋并有着重要生物技术应用潜力的单细胞异养原生生物。破囊壶菌生产多种胞外水解酶的能力,暗示其在海洋有机质的降解过程中发挥着潜在作用。本研究对40株分离自青岛近海水域的破囊壶菌进行筛选,得到5株具有纤维素酶活性的破囊壶菌Botryochytrium sp.S-28、Oblongichytrium sp.S-429、Thraustochytrium sp.H-432、Thraustochytrium sp.Y-115、Schizochytrium sp.Y-32。在此基础上,分析了碳氮源对破囊壶菌纤维素酶活性的影响作用。结果显示,麸皮和(NH4)2SO4分别是促进破囊壶菌纤维素酶产生的最优诱导碳源和氮源。相比于有机氮源,无机氮源能够更好的促进破囊壶菌纤维素酶的分泌。菌株S-28具有最大的纤维素酶活性,0.04μmol/(m L·min)。进一步研究发现,这5株破囊壶菌还具有生产棕榈酸、二十碳五烯酸(Eicosapen taenoicacid,EPA)和二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)等多种超长链多不饱和脂肪酸的潜力。在以葡萄糖为碳源时,生产棕榈酸能力最强的菌株是菌株Y-115,而生产EPA、DHA和DPA能力最强的菌株是菌株S-429。其中菌株S-429、Y-32、S-28可以直接利用纤维素生产脂肪酸,说明它们在海洋生态系统的有机质分解和次级生产过程中起到关键作用。综合考虑生长速度等因素,菌株S-429是5株破囊壶菌中最具研究价值和工业应用潜力的菌株。这项研究不仅有助于揭示破囊壶菌在海洋碳循环中的功能,而且可以为进一步发掘破囊壶菌的生物技术应用潜力提供新的视角和理论基础。
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