基本信息
- 项目名称：
- 一株东祁连山高寒草地土壤纤维素分解菌的筛选及培养特性的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本论文从高寒草地分离的的真菌中，通过纤维素分解能力进行初步筛选，以一株分解能力较强的真菌菌株为研究对象，对其进行形态学鉴定和培养特性的研究。
- 详细介绍：
- 从东祁连山高寒草地中分离的真菌菌株中，通过CMC-Na平板培养基、刚果红染色的方法，结合滤纸平板培养基作为筛选指标进行初步筛选，筛选出1株分离频率比较大的菌株，对其进行了初步形态学鉴定，并对其透明圈稳定性和培养特性进行了研究。结果表明：筛选出的菌株具有较强的纤维素分解能力，经形态学初步鉴定为镰孢属真菌(Fusarium sp.)；继代培养15代后，其透明圈直径大小较第1代相比变化不大，说明具有稳定的纤维素分解能力；供试菌株的菌丝生长温度范围为5～35 ℃,最适生长温度为30 ℃；在参试的pH值范围内均能生长，并且在pH值为7.08的环境中生长最快；具有一定的耐盐和抗干旱胁迫的能力；对不同的碳、氮源利用能力不同，在供试的11种碳源和12种氮源中，乳糖和大豆蛋白胨分别为最适碳源和氮源。以1.5%的水琼脂培养基为对照，在黑麦草浸提液培养基上生长较快，三叶草的浸提液培养基上的生长速度较慢，其余的天然纤维素浸提液培养基上的生长速度差异不明显。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本论文从高寒草地分离的的真菌中，通过纤维素分解能力进行初步筛选，以一株分解能力较强的真菌菌株为研究对象，对其进行形态学鉴定和培养特性的研究，旨在更好地了解其生理和生物学特性，以便更合理地开发和利用高寒草地土壤纤维素分解菌资源。
科学性、先进性及独特之处
- 开发利用微生物资源，对促进东祁连山高寒草地物质循环具有重要意义。纤维素分解菌在加速秸秆等纤维素物质的分解中起着重要的作用，但有关高寒草地纤维素分解菌的分离、筛选及其特性的相关研究未见报道。本文选择从高寒草地分离获得的真菌中，选择了一株分解纤维素能力较强的真菌菌株为研究对象，对其进行较系统的研究，为开发和利用此菌株提供依据，为开发高寒草地土壤纤维素分解菌资源提供借鉴。
应用价值和现实意义
- 在草地农业生态系统中，作为主要分解者的微生物，在草地物质的转化中起着重要，研究具有纤维素分解功能的微生物，特别是研究、开发和利用高寒草地纤解菌，对草地农业生态系统中促进物质的分解和转化具有重要的先是意义。本论文从高寒草地分离的真菌中筛选出的一株真菌，通过测定其对纤维素分解能力以及形态学鉴定和培养特性的研究，旨在为开发利用该菌株提供理论依据，为开发和利用高寒草地土壤纤维素分解菌资源提供借鉴。
学术论文摘要
- 从东祁连山高寒草地中分离的真菌菌株中，通过CMC-Na平板培养基、刚果红染色的方法，结合滤纸平板培养基作为筛选指标进行初步筛选，筛选出1株分离频率比较大的菌株，对其进行了初步形态学鉴定，并对其透明圈稳定性和培养特性进行了研究。结果表明：筛选出的菌株具有较强的纤维素分解能力，经形态学初步鉴定为镰孢属真菌(Fusarium sp.)；继代培养15代后，其透明圈直径大小较第1代相比变化不大，说明具有稳定的纤维素分解能力；供试菌株的菌丝生长温度范围为5～35 ℃,最适生长温度为30 ℃；在参试的pH值范围内均能生长，并且在pH值为7.08的环境中生长最快；具有一定的耐盐和抗干旱胁迫的能力；对不同的碳、氮源利用能力不同，在供试的11种碳源和12种氮源中，乳糖和大豆蛋白胨分别为最适碳源和氮源。以1.5%的水琼脂培养基为对照，在黑麦草浸提液培养基上生长较快，三叶草的浸提液培养基上的生长速度较慢，其余的天然纤维素浸提液培养基上的生长速度差异不明显。
获奖情况
- 作品在2011年2月第六期《草原与草坪》杂志上发表
鉴定结果
- 鉴定结果合格
参考文献
- [1] 陈秀蓉,南志标.细菌多样性及其在农业生态系统中的作用[J].草业科学.2002,39(9)：34-38. [2] 杨成德,龙瑞军,陈秀蓉.土壤微生物功能群及其研究进展[J].土壤通报.2008,(39):2,421-424. [3] 张晶,张惠文,李新宇,等.土壤微生物生态过程与微生物功能基因多样性[J].应用生态学报.2006,17(6): 1129-1132 [4] Lyndl R,Paul J W,Vanzyl W H,et al . Micribial cellulose utilization: Fundamentals and biotechnology[J] .Microbiology and Molecular Biology Reviews,2002,66(3) :506- 577 . [5] Nowak J, Nowak D, Chevallier P. Analysis of composite structure and p rimordialwood remains in petrified wood. App l Spectrosc, 2007, 61 (8) :889-895. [6] Lyndl R,Wymanc E,Gerngross T U.Biocommodity engineering[J].Biotechnol Prog,1999 ,15:777 - 793 . [7] Hankin L, S L Anagnostakis. Solid medium containing carboxymethylcellulose to detect CX cellulase activity of microorganisms[J]. J Gen Microbiol, 1977, 98: 109-105. [8] 张辉,桑青.生物降解纤维素研究新进展[J].安徽农业科学, 2007,35(27):8651- 8653,8655
同类课题研究水平概述
- 人们对微生物在农业生态系统中的作用早有成熟的认识[1]。当前对土壤生态系统中微生物的研究逐步倾向于微生物和生态系统功能的相互关系，与微生物及其多样性有关的生态系统功能的研究，大多着眼于土壤生态系统中微生物的功能群。在草地农业生态系统中，具有纤维素类物质分解作用的微生物是其中一种比较重要的功能群资源。研究微生物的功能已经成为微生物生态学中微生物多样性研究的又一新的研究领域[2-3]，同时，对具有纤维素分解功能的微生物的研究，必将对草地农业生态系统产生重大而深远的意义。 纤维素是地球上数量最大的可再生资源, 占植物干重的35 %～50 %[4]，它是地球上分布最广、含量最丰富的碳水化合物。纤维素类物质是组成植物细胞壁的主要成分，纤维素类物质的降解在碳素循环中占有重要位置[5]。同时，纤维素类物质是自然界中数量最大的可再生性物质[6]，但纤维素分子在自然状态下极难分解[7]。自然界存在的一些微生物可将纤维素类物质进行分解进入地球的碳素循环，在这些微生物中有一部分细菌、放线菌和真菌能诱导产生纤维素酶，进行纤维素类物质的分解，真菌被认为是酶系最全的纤维素降解菌[8]。 采用微生物降解纤维素类物质的手段，将纤维材料转化为饲料、堆肥、栽培基质、化工原料等方面具有广阔的应用前景[9-11]，但前提是要首先分离到能够有效分解纤维素的微生物菌种。虽然国内外在农作物秸秆、家畜瘤胃、堆肥、动物肠道、城市垃圾等环境中进行了纤维素分解菌的分离和筛选 [13-18]，但目前得到的菌株的纤维素酶活力低，即使酶活力很高的菌株经继代培养后表现出退化或不稳定，这些因素一直是阻碍纤维素酶大规模生产应用的瓶颈问题[19]。因此，筛选高效纤维素酶活力的菌株仍然是人们努力的目标。 东祁连山高寒草地地处青藏高原的东缘，由于地理位置特殊、气候条件独特、生物种类多样，独特的生态环境孕育了功能多元化的草地土壤微生物资源，同时也形成了具有地域性特殊功能的微生物资源。已有的研究报道了东祁连山高寒草地土壤纤维素分解菌的分布状况以及不同利用方式下纤维素分解的分布规律[20]。但至今为止，仍未见来源于东祁连山高寒草地具有纤维素分解功能的微生物及其培养特性的相关报道。
