一株低温木质素降解菌的筛选、产酶优化及酶学性质

[背景]我国北方地区秋冬两季平均气温较低,低温环境使得秸秆更难自然降解.[目的]筛选高效低温木质素降解菌,探索其酶学特性并提高其产酶性能和秸秆降解效率.[方法]通过苯胺蓝法和酶活测定对菌株进行筛选,以Lip、Lac、Mnp酶活力为评价指标,采用单因素和响应面法进行产酶条件优化及酶学性质研究,通过固态发酵试验研究其对秸秆的降解效率.[结果]筛选到一株高效菌LS-1,经形态学和分子生物学鉴定其为嗜麦芽窄食单胞菌.菌株LS-1在木质素为碳源、蛋白胨为氮源、pH 8.0、培养温度15℃、培养时间3 d时产酶效果最佳,其中Lip酶活力为23.34U/mL、Lac酶活力为9.37 U/mL、Mnp酶活力为50.89 U/mL.Lip和Lac最适作用温度为30℃且热稳定性良好,Mnp最适作用温度为50℃但热稳定性较差.Lac最适作用pH 4.0且耐酸性较好,Lip和Mnp最适作用pH 5.0;0.75 mmol/L Mg2+和0.5％吐温-20对Lip有促进作用,1 mmol/L Cu2+和丁香酸对Lac有促进作用,0.1％-0.5％吐温-20均对Mnp有促进作用.15℃固态发酵后,秸秆失重率达18.85％,木质素降解率达36.14％,比对照组提高约6倍以上.[结论]本研究为低温木质素高效降解提供了优质菌种资源,在秸秆降解方面具有良好的应用前景.