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纤维素是自然界中蕴藏量巨大、最丰富的多糖,也是最廉价的可再生资源。纤维素资源高效利用的关键问题是得到高活力低成本的纤维素酶。纤维素酶按其催化功能分为微晶纤维素酶、CMC-Na酶和β-葡萄糖苷酶三大类,只有当三者活性比例恰当,才能表现出较高的纤维素酶活性。嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophilic)是一类能产生纤维素酶混合酶系的嗜热丝状真菌,其降解纤维素的速率高,选育纤维素酶高活力菌株对于丰富纤维素酶生产菌种仍然具有重要意义。本文通过正交试验对嗜热侧孢霉2441的产酶条件进行优化并探讨酶的特性,在此基础上通过诱变育种和原生质体融合技术提高菌株的纤维素酶活性,以期获得可用于纤维素酶生产和农作物秸秆降解的菌株。主要研究内容和结果如下:(1)采用L9(34)正交表设计实验,对嗜热侧孢霉2441的产酶培养基配方及培养条件进行了优化。优化后的培养基组成为(g/L):微晶纤维素15.0g/L、麸皮1.5g/L、酵母膏 1.Og/L、葡萄糖 2.0g/L、(NH4)2SO42.0g/L、KCI 1.Og/L、K2HP04 1.Og/L、FeSO40.01g/L、MgSO41.Og/L、MnS040.05g/L、ZnS040.002g/L;产酶最适培养条件为:培养基起始pH 5.0,培养温度45℃、摇床转速17r/min、培养时间为Sd;培养基和培养条件优化后,嗜热侧孢霉2441的微晶纤维素酶活提高了 24.275%;CMC-Na酶活提高了 18.350%;β-葡萄糖苷酶活提高了 23.449%。(2)嗜热侧孢霉2441产生的微晶纤维素酶、CMC-Na酶和β-葡萄糖苷酶,最适作用温度分别为60℃、65℃、70℃,最适作用pH均为5.5,温度高于7℃及碱性条件下,酶活力下降明显。(3)用UV和NTG诱变,得到高酶活突变株U-2-06、N-3-16。U-2-06的微晶纤维素酶活提高了 16.221%,CMC-Na酶活提高了 27.363%,β-葡萄糖苷酶活提高了 51.023%;N-3-16的微晶纤维素酶活提高了 18.490%,CMC-Na酶活提高了25.099%,β-葡萄糖苷酶活提高了 45.293%。(4)嗜热侧孢霉2441纤维素酶生成存在葡萄糖阻遏效应,用NTG诱变选育到抗葡萄糖效应突变株NA-1-01,微晶纤维素酶活提高了 13.203%,CMC-Na酶活提高了 47.176%,β-葡萄糖苷酶活提高了 119.517%。(5)用NTG诱变选育到抗制霉菌素突变株NB-1-04,微晶纤维素酶活提高了14.319%,CMC-Na酶活提高了 26.407%,β-葡萄糖苷酶活提高了 49.199%。(6)用UV诱变选育到中温型突变株UC-1-03,最适产酶温度下降至32℃,在32℃培养时,微晶纤维素酶活提高了 11.411%,CMC-Na酶活提高了 29.484%,β-葡萄糖苷酶活提高了 54.759%。(7)将高酶活突变株U-2-06、N-3-16与抗葡萄糖效应突变株NA-1-01、抗制霉菌素突变株NB-1-04,进行多亲本原生质体融合,筛选到酶活提高、抗葡萄糖效应和抗制霉菌素的融合子F-1-16。与原始出发菌株2441相比,酶活分别提高了48.260%、60.026%和179.515%,传代试验表明融合子遗传性能稳定。本文的创新之处在于:(1)产酶条件优化后,嗜热侧孢霉2441纤维素酶生成量显著提高。(2)观察到嗜热侧孢霉2441纤维素酶生成存在葡萄糖阻遏效应,选育到酶活显著提高的抗葡萄糖效应突变株NA-1-01。(3)实验发现嗜热侧孢霉2441在28°C也可以生长,但只长出白色菌丝体,不产生孢子;用UV诱变选育到产酶培养温度下降且酶活提高的中温型突变株UC-1-03。(4)利用多亲本原生质体融合技术得到酶活提高、抗葡萄糖效应、抗制霉菌素且遗传性能稳定的的融合子F-1-16。这些菌株对提高纤维素酶的生成量,降低生产成本以及扩大该菌株的应用范围等方面都有重要的实践意义。由于时间限制,本研究只对出发株进行了一轮诱变,多亲本原生质体融合也只有一轮,如进行多轮诱变或进行多亲本递进式原生质体融合,有可能得到酶活进一步提高的菌株;另外,融合子菌株F-1-16、中温型突变株UC-1-03与出发菌株2441基因碱基序列有无变化有必要进行分析。