耐低温木质纤维素降解菌群的富集培养及其种群结构分析

作     者：罗立津 万立 陈宏 温翠莲 徐福乐 贾纬 聂毅磊 袁红莉 

作者机构：福建省微生物研究所福建省新药(微生物)筛选重点实验室 中国农业大学生物学院/农业生物技术国家重点实验室 福建超大现代农业科技研究所 福州大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《农业生物技术学报》 (Journal of Agricultural Biotechnology)

年 卷 期：2015年第23卷第6期

页      面：727-737页

核心收录：

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：福州市科技计划项目(No.2013-G-97) 福州市仓山区科技计划项目(仓科14号) 教育部留学回国人员科研启动基金(LXKQ201305) 

主　　题：耐低温 纤维素降解菌 16S rRNA基因克隆文库 种群结构 不动杆菌 

摘      要：针对农业生物质废弃物在冬季低温环境下生物转化效率低的问题,本研究通过采集高寒地区长期堆积牛粪的土壤,经低温继代富集培养,获得一组耐低温的具有较高降解纤维素活性的菌群A25-3。分析表明其在15℃能迅速生长,在72 h内使牛粪的失重率达48.28%,15℃培养菌液的羧甲基纤维素酶(carboxymethyl cellulose,CMCase)酶活高于25℃培养的菌液,在120 h时达到42.37 U高峰。提取两种温度下培养的细菌总DNA,分别构建基于通用引物PCR扩增的16S r RNA基因克隆文库,通过HinfⅠ和Csp6Ι限制性内切酶进行限制性片段长度多态性分析(amplified ribosomal DNA restriction analysis,ARDRA),将所有阳性克隆分为若干个可操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU),通过构建两种温度下细菌克隆文库的系统发育树,并分析种群结构表明,在25℃培养条件下,A25-3菌群中优势种群主要有短波单胞菌属(Brevundimonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、金黄杆菌属(Chryseobacterium)、不动杆菌属(Acinetobacter)、鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)、芽胞杆菌属(Bacillus)等,但在15℃低温下,优势菌种只有不动杆菌属、Psychrobacillus和芽胞杆菌属。由此推断,菌群A25-3在15℃中具有更高的纤维素酶活性是由于耐低温降解纤维素细菌重要种属(特别是不动杆菌)更占优势。本研究为今后菌群活性菌株分离及纤维素酶合成条件优化提供科学依据。