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农作物秸秆是一种具有多用途的可再生生物质资源,利用微生物分解这些木质纤维素原料是资源化利用的有效途径。目前,人们已经报道了许多木质纤维素降解菌,但单一菌株存在酶系组成单一、木质纤维素降解效率低等问题。采用限制性培养方法筛选构建的复合菌群,不同菌在群落中各司其职,相互协作,具有较高的木质纤维素降解能力。本研究从秦岭山区采集9个不同林地土壤样品,以秸秆分解率、羧甲基纤维素酶(CMCase)活力及木聚糖酶活力为指标筛选出一份木质纤维素分解能力较强的冷杉林地土壤样品(QLI),以该土壤样品为接种物,小麦秸秆为碳源,连续继代培养,构建了一组稳定高效小麦秸秆分解复合菌群FWD1,并对其分解特性及其微生物群落组成进行研究。主要取得了以下研究成果:1、高效稳定小麦秸秆降解复合菌群FWD1的构建测定所采集的9份土壤样品原始及富集培养4d、8d、12d、16d的CMCase活力、木聚糖酶活力和第16d小麦秸秆失重量,结果表明,冷杉林地土壤样品(QLI)具有最高的CMCase活力和秸秆降解率,以其为接种物,小麦秸秆为碳源,连续继代培养,驯化构建复合菌群。不同代数培养物对小麦秸秆降解能力的变化结果表明,从第9代培养物开始,小麦秸秆失重率均在70%左右,彼此之间没有太大差异;PCR-DGGE结果也表明,从第9代培养物开始,主要细菌组成条带和位置没有太大变化,微生物群落组成稳定。从第9代开始,获得了稳定高效小麦秸秆降解复合菌群FWD1,该菌群对小麦秸秆的降解率达到76.92%。2、小麦秸秆降解复合菌群FWD1的降解特性与实验室筛选的其他3组复合菌群A、B、C相比,复合菌群FWD1具有最高的CMCase酶活(79.64U)、滤纸酶活(75.74U)、木聚糖酶活(1100U)和秸秆降解率(75.22%)。气相色谱法测定FWD1的小麦秸秆降解液组分,结果表明,代谢产物主要为乙酸、丙酸、丁酸和乙醇。乙酸浓度呈现出先升高后降低,再升高的趋势。在发酵l d时,乙酸的含量为140.14 mg·L-1,3 d时就达到了最大值655.54 mg·L-1。而乙醇、丙酸和丁酸分别在1 d、3 d和7 d时达到最大值18.87 mg·L-1、127.17 mg·L-1和27.47 mg·L-1。此外,FWD1还能降解玉米秸秆、滤纸和脱脂棉,7d内降解率分别为52.34%、10%和2.47%。DGGE结果表明,FWD1在降解小麦秸秆、玉米秸秆、滤纸和脱脂棉过程中,各泳道既有一些公共条带,还有一些特殊条带,但公共条带亮度各不相同。此外,随着培养时间的延长,各样品的Shannon指数和丰富度指数整体上都呈先增大后减小的趋势。3、复合菌群FWD1微生物群落组成利用第二代高通量测序技术对复合菌群和菌种来源土壤样品的细菌组成进行分析,结果表明FWD1中主要含有变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门,分别占细菌总量的67.41%、19.25%和13.34%。在种分类水平上,Clostridium sp.BNL1100,uncultured Alcaligenes sp.,uncultured Alcaligenaceae bacterium和Brevundimonas diminuta为优势菌,分别占细菌总量的11.80%,10.30%,6.70%和3.60%。通过连续继代培养,富集了变形菌门和厚壁菌门,更细化分类水平上,富集了以Clostridium sp.BNL1100为主的纤维素降解菌,比例从0.01%上升到11.80%。