高效降解玉米秸秆细菌复合菌系的构建及降解效果分析

摘要

针对玉米秸秆降解难、降解效率低的问题，本文利用分离保存的纤维素降解细菌灿烂类芽孢杆菌（Paenibacillus lautus）J1、千叶类芽孢杆菌（Paenibacillus chibensis）J2、窖泥类芽孢杆菌（Paenibacillus vini）J3和木质素降解潜力细菌弗留明拜叶林克氏菌（Beijerinckia fluminensis）6-1H、适冷假单胞菌（Pseudomonas extremaustralis）1-2D、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）BS构建了高效的降解细菌复合菌D（体积比J1∶J3∶6-1H∶BS=1∶1∶1∶1），并研究了复合菌D的最佳产酶条件及内在降解机理。结果表明，最优产酶条件为：CMC-Na的质量浓度为10 g/L、蛋白胨的质量浓度为10 g/L、 pH为7、接种量为9%和温度为35℃，此条件下的滤纸酶活性最大，为41.97 U/mL，是单菌最高酶活性的2.42倍。经7 d处理，纤维素、半纤维素、木质素的降解率分别为59.1%, 31.1%和51.1%，秸秆降解率达到46.2%，是单菌最高降解率的1.95倍。扫描电镜、傅里叶红外光谱分析和X-射线衍射分析表明，玉米秸秆表面结构被破坏，木质纤维素相关化学键强度减弱，结晶度由57.32%降至55.77%。这些结果表明所构建的组合菌显著增强了木质纤维素的降解效果，具有较好的应用潜力。

关键词

细菌复合菌系 / 滤纸酶活性 / 产酶条件优化 / 玉米秸秆降解