纤维素分解菌的筛选与鉴定

张海艳 王文磊 韩锰

摘要[目的]高效利用纤维素资源，保护生态环境。[方法]利用刚果红染色法从土壤中筛选出高效纤维素降解菌且对其进行形态学和分子学鉴定。[结果]菌株Ⅰ的纤维素酶活力0.005 3 U/mL，与Bacillus pumilus strain 35的亲缘关系为99%，命名为Bacillus pumilus WL-1，为革兰氏阳性菌。菌株Ⅱ的纤维素酶活力0.0059 U/mL，与Bacillus pumilus strain BAB-1322的亲缘关系为99%，命名为Bacillus pumilus WL-2，为革兰氏阳性菌。[结论]筛选的纤维素分解菌具有较强的纤维降解能力，可有效提高纤维素资源的开发利用。

关键词土壤;纤维素分解菌;筛选鉴定;纤维素酶活力

中图分类号X172文献标识码A文章编号0517-6611（2020）15-0001-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.15.001

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Screening and Identification of Cellulose Decomposing Bacteria

ZHANG Haiyan， WANG Wenlei， HAN Meng

（Department of Life Science， Luoyang Normal University， Luoyang， Henan 471934）

Abstract[Objective]To make efficient use of cellulose resources and protect the ecological environment. [Method]Congo red staining was used to screen highefficient cellulosedegrading bacteria from soil and identify them morphologically and molecular. [Result]The results showed that the cellulase activity of strain I was 0.005 3 U/mL and its relationship with Bacillus pumilus strain 35 was 99%. The strain I was named Bacillus pumilus WL1， which was grampositive. The cellulase activity of strain II was 0.005 9 U/mL and 99% of its relatives with Bacillus pumilus strain BAB1322. The strain II was named Bacillus pumilus WL2 and was grampositive. [Conclusion]The cellulosedecomposing bacteria screened in this study have strong cellulosedegrading ability and can effectively improve the development and utilization of cellulose resources.

Key wordsSoil;Cellulose decomposing bacteria;Screening and identification;Cellulase activity

基金项目河南省高等学校重点科研项目（19A180023）。

作者简介张海艳（1977—），女，山西长子人，讲师，硕士，从事生物化学教学与研究。

收稿日期2020-01-11

世界上最丰富的可再生资源非纤维素莫属，然而纤维素结晶区和非结晶区彼此交织的独特结构使得酶分子及化学试剂难以与这种致密结构的表面结合[1]，造成纤维素利用率低下。尤其是作物秸秆，大部分被焚烧，既浪费资源又污染环境[2]。纤维素具有代替粮食生产酒精、生产饲料蛋白、有机酸发酵、制取功能性寡糖等潜在功能[3]。对纤维素资源的开发和利用意义重大。目前，降解纤维素主要有高酸和高碱等处理纤维素的化学方法以及离子辐射等物理方法。这些方法条件极端，不易控制，极易造成二次污染[4]。生物法分解纤维素具有反应温和、成本较低和无污染等优点[5]。可以产纤维素酶的真菌和细菌分布广泛。王少昆等[6]在科尔沁砂质草地土壤中分离出2株分解能力较强的真菌;刘东阳等[7]从秸秆中筛选出3株蜡样芽孢杆菌属的纤维素分解菌;牛明芬等[8]从牛粪中筛选出4株高效纤维素分解菌;明红梅等[9]从白酒槽的残渣中筛选鉴定出2株羧甲基纤维素（sodium carboxymethyl cellulose，CMC）酶活分别为13.7 U/g的地衣芽孢桿菌和9.25 U/g的枯草芽孢杆菌。纤维素分解菌的筛选鉴定，是高效利用纤维素资源的前提。

笔者以河南省洛阳市龙峪湾景区腐殖土为研究材料，通过刚果红染色法，筛选出高效纤维素分解菌，对其进行形态学及分子学鉴定，并初步研究了其生长情况和CMC酶活水平，为纤维素资源高效利用提供研究依据。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1样品采集。

土壤样品取自河南省洛阳市龙峪湾景区腐殖土，置于冰箱备用。

1.1.2主要培养基。

羧甲基纤维素钠（CMC-Na）培养基、LB液体培养基、产酶培养基、滤纸条培养基，均参照文献[10-13]配制。

目前，大量前人从纤维素富集的地方筛选出了多种纤维素分解菌，经过鉴定，这些微生物有蜡样芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、绿色木霉、青霉等[17-20]，种类繁多，效果良好。该研究筛选的Bacillus pumilus WL-1和Bacillus pumilus WL-2为短小芽孢杆菌。王宏燕等[21]筛选出9株松针纤维素降解菌，D/d值最大为4.2，最小为2.0;岑贞陆等[22]筛选出1株可以分解纤维素的短小芽孢杆菌，D/d值为2.6。该研究筛选的2株纤维素分解菌的D/d值分别为3.0和2.9，可以反映出其纤维降解能力较强。

高效的纤维素降解菌对人类生产生活有很大作用，如在香蕉茎秆堆肥中，可加快堆体中的有机物分解;对畜禽类粪便有除臭及促进秸秆分解的作用。短小芽孢杆菌除了具备上述功能，还可能具有改善烟叶品质[23]、诱导番茄对细菌性青枯病的抗性[24]、防治水产养殖病原弧菌[25]等功能。短小芽孢杆菌适用范围广、功能多、应用潜力巨大。

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