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纤维素酶是可以协同降解纤维素为葡萄糖的几种酶的总称,由葡聚糖内切酶(EG)、葡聚糖外切酶(CBH)和β-葡萄糖苷酶(BG)3个主要成分组成,滤纸酶(FPase)活力则代表各种酶协同作用后的总酶活力。纤维素酶已经在能源、饲料、纺织、食品、工业洗涤、石油开采、农业、医药等诸多方面得到了实际的应用,因此纤维素酶高产菌的筛选具有重要的研究价值。真菌、细菌和放线菌均可以产生纤维素酶,不同微生物产生各具特色的纤维素酶系。本文研究了产纤维素酶的真菌筛选鉴定和产酶条件优化,同时进行了产纤维素酶的沙漠放线菌筛选和多相分类鉴定研究。本研究的第一部分为产纤维素酶的真菌筛选鉴定和产酶条件优化。从武汉华中农业大学的奶牛场采集的9份牛粪堆肥样品中进行产纤维素酶菌株的分离,经初步筛选,共分离得到50多株具有纤维素降解能力的菌株,通过滤纸条降解能力测定和产酶发酵实验最终筛选出一株高产纤维素酶的菌株,编号为HS-F9。菌株HS-F9在4 d内可以将滤纸条完全崩解,产EG、CBH和Fpase的酶活分别达到了3724.2U/mL、6287.3 U/mL和2731.9 U/mL。菌株HS-F9菌落生长快,在PDA平板上30℃培养36 h后,菌落直径达40-60mm,且在直径约30mm的圆周处有一轮状的绿色产孢区,随着菌落的扩大,产孢区也逐渐向外扩展,培养48h后,菌落几乎占满整个平板。老熟的菌落正面为暗绿色,背面无色,呈棉絮丝状。菌丝分枝较多,并具有横隔,分生孢子椭圆形,表面较粗糙,直接着生在次级孢子梗上。生长温度范围为20-37℃,最适生长温度为30℃,生长pH范围为3.0-7.5,最适生长pH为5.0。以菌株HS-F9的基因组DNA为模板,用PCR法扩增了HS-F9的18S rRNA基因全序列,经克隆和测序,序列全长为1823 bp,其GenBank号为FJ598872。通过BLAST分析,再利用Mega软件进行多序列比对以及构建系统进化树,菌株HS-F9与木霉属的Trichoderma viride聚为同一支,DNAMAN软件比对结果序列同源性达到了99.82%。根据以上生理生化鉴定以及分子鉴定结果,初步确定该菌株为绿色木霉(Trichoderma viride)。将菌株HS-F9利用CMC-Na培养基液体发酵进行产酶条件的优化。研究结果表明,该菌株的最适产酶条件是:产EG、CBH和FPA的最适碳源均为CMC-Na;EG和CBH在以蛋白胨为唯一氮源时酶活最高,FPase则在以黄豆粉为唯一氮源时酶活最高;产EG、CBH和FPA的最适温度分别为30℃、30℃和33℃;产EG、CBH的最适起始pH为3.0,而产FPA的最适起始pH为4.0;产EG和FPase的最适接种量为2%,产CBH的最适接种量达到了8%;培养时间均以5-6 d为宜。在最适条件下培养,菌株EG、CBH和FPase的酶活达到了5275.3 U/mL、8502.1 U/mL和3619.1 U/mL,是未优化前的1.42、1.35和1.32倍。本研究的第二部分为产纤维素酶的沙漠极端环境放线菌分离筛选及多相分类鉴定。从新疆鄯善县典型沙漠土壤样品中分离到60多株放线菌菌株,通过对其纤维素酶产生定性测定,发现有9株沙漠放线菌均可以在以CMC-Na为唯一碳源的培养基上很好地生长,说明其可以产生纤维素酶。采用多相分类技术对筛选到的产纤维素酶放线菌进行了系统的分类研究,通过对其形态特征、生理生化特性、细胞壁化学组分以及16S rRNA基因序列分析等的研究,结果表明:9株产纤维素酶的放线菌中有7株属于链霉菌属(Streptomyces),只有菌株XJSS-08属于莫拉式菌属(Moraxella),菌株XJSS-39属于拟诺卡氏菌属(Nocardia)。菌株XJSS-08和XJSS-39基本属于耐碱菌,不同于其他7株链霉菌,而且二者的胞壁类型也不相同。