黑翅土白蚁共生微生物对玉米秸秆生物降解作用研究

余婷; 黄越; 李吴晗; 周琪欢; 陈翔; 莫建初

南京农业大学学报 ›› 2025, Vol. 48 ›› Issue (04) : 859 -869.

余婷, 黄越, 李吴晗, 周琪欢, 陈翔, 莫建初

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摘要

[目的]本研究旨在探究黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus)共生微生物在秸秆综合性应用中的潜能，为生产上秸秆的生物降解提供技术支撑。[方法]以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)平板为分离培养基，从黑翅土白蚁肠道和菌圃中用刚果红染色法筛选出7种具有木质纤维素降解潜力的微生物。进一步鉴定后测定木质纤维素降解优势酶活性并进行菌株间相互作用的研究。构建固-液发酵体系，评估不同微生物与其组合菌系对玉米(Zea mays)秸秆的降解效果；同时，利用扫描电子显微镜、X射线晶体衍射和傅里叶红外光谱对玉米秸秆生物降解前后的理化性质进行分析。[结果]本研究分离得到的二叉毛壳属(Dichotomopilus sp.)真菌F1具有较强的纤维素降解能力，处理12 d即能对玉米秸秆中的纤维素有28.74%的降解率；普里斯特氏菌属(Priestia sp.)细菌G1、芽胞杆菌属(Bacillus sp.)细菌G2、二叉毛壳属真菌F1和青霉菌属(Penicillium sp.)真菌F2四种菌组成的复合菌系对玉米秸秆木质纤维素的降解效果最佳，处理12 d对玉米秸秆的干物质、纤维素、半纤维素和木质素降解率分别为23.65%、23.84%、46.39%和27.08%。同时，玉米秸秆表面结构分崩离析，结晶度由38.02%下降至33.63%,木质纤维素化学键强度减弱。[结论]本研究发掘了极具秸秆降解潜能的菌株二叉毛壳属真菌F1,以其为基础构建了高效的四菌降解菌系，在产业化利用上具有进一步开发潜能，为农作物秸秆的综合利用奠定了基础。