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解淀粉芽孢杆菌高产纤维素酶菌株的筛选与鉴定

何深宏 程方俊 罗干 张耕 杜亚楠 康霞梅 王晓涵 赵自亮 任绍科 郭建华

何深宏,程方俊,罗干,等. 解淀粉芽孢杆菌高产纤维素酶菌株的筛选与鉴定 [J]. 福建农业学报,2020,35(7):781−787 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.07.012
引用本文: 何深宏,程方俊,罗干,等. 解淀粉芽孢杆菌高产纤维素酶菌株的筛选与鉴定 [J]. 福建农业学报,2020,35(7):781−787 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.07.012
HE S H, CHENG F J, LUO G, et al. Screening and Identifying Cellulase-producing Bacillus amyloliquefaciens [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2020,35(7):781−787 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.07.012
Citation: HE S H, CHENG F J, LUO G, et al. Screening and Identifying Cellulase-producing Bacillus amyloliquefaciens [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2020,35(7):781−787 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.07.012

解淀粉芽孢杆菌高产纤维素酶菌株的筛选与鉴定

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.07.012
基金项目: 重庆市社会民生科技创新专项(cstc2016shmszx80068)
详细信息
    作者简介:

    何深宏(1996−),男,硕士研究生,主要从事兽医微生物研究(E-mail:2577437282@qq.com

    通讯作者:

    程方俊(1962−),男,博士,副教授,主要从事预防兽医学研究(E-mail:cfjxndx@163.com

    郭建华(1977−),男,博士,副教授,主要从事微生物研究(E-mail:guo0619@163.com

  • 中图分类号: Q 93

Screening and Identifying Cellulase-producing Bacillus amyloliquefaciens

  • 摘要:   目的  筛选高产纤维素酶菌株,为牛粪快速无害化降解提供菌剂。  方法  采用平板稀释法从重庆三峡库区3个牛粪堆肥厂样品分离纯化菌株,利用水解圈法和羧甲基纤维素(Carboxymethyl cellulose, CMC)酶糖化力法筛选、测定菌株纤维素酶活性,通过菌株形态特征观察、生理生化及分子生物学方法鉴定菌株,采用分子生物学软件MEGA6.0对菌株16S rRNA基因进行遗传系统发育树构建。  结果  从牛粪堆肥样品中分离得到的57株菌株中筛选出10株有较高纤维素酶活性,其中菌株X10纤维素酶活最高,为31.9 U·mL−1。菌株X10鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),其在16S rRNA基因遗传系统发育树中与解淀粉芽孢杆菌位于同一簇。  结论  筛选的菌株X10为高产纤维素酶解淀粉芽孢杆菌,可用于牛粪无害化降解。
  • 图  1  基于16S rRNA基因序列构建的系统发育树

    Figure  1.  Phylogenetic tree based on 16S rRNA gene sequence

    图  2  菌株X10普通营养琼脂培养基上的生长特性

    Figure  2.  Growth of strain X10 on general nutrient agar medium

    图  3  菌株X10革兰氏染色(10×100倍)

    Figure  3.  Gram stained strain X10(10×100 times)

    图  4  菌株X10纤维素酶水解圈

    Figure  4.  Cellulase hydrolysis circle by strain X10

    图  5  高产纤维素酶菌株X10多重PCR扩增结果

    注:M:2 000 DNA Marker;1:菌株X10。

    Figure  5.  Multiplex PCR amplifications of cellulase-producing strain X10

    Note: M: 2 000 DNA Marker; 1: strain X10.

    表  1  种特异性引物

    Table  1.   Species specific primers

    细菌名称 Bacteria name引物名称 Primer引物序列(5'−3')Primer sequences(5'−3')PCR产物 PCR product/bp基因 Gene
    枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis BSL72 CGTAGAGCCACTTGAGCG 256 rpoA
    BSR328 CTGCCGTTACAGTTCCTT
    解淀粉芽孢杆菌 Bacillus amyloliquefaciens L100 AAATCTGCCCGTATCGTCG 736 gyrA
    R836 GCGTCACGGCGR(AG)ATCTCAA
    地衣芽孢杆菌 Bacillus licheniformi L168 TGGGATGACAAGTGATAAGC 346 gyrA
    R514 CTCCGTTGACAAGCAAGTTCG
    短小芽孢杆菌 Bacillus pumilus L354 AGGGAAGAACAAGTGC(GA)AGAG 321 16S rRNA
    R674 GCTCCTCAGCGTCAGTTACA
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    表  2  水解圈直径与菌落直径

    Table  2.   Hydrolysis circle and colony diameter tests

    菌株
    Strain
    水解圈直径与菌落直径比值
    Ratio of hydrolysis circle diameter to colony diameter
    菌株
    Strain
    水解圈直径与菌落直径比值
    Ratio of hydrolysis circle diameter to colony diameter
    S13.21±0.26FJ73.44±0.42
    S63.09±0.41LP53.70±0.30
    S143.57±0.09LP63.22±0.24
    X104.24±0.72LP103.11±0.36
    X143.32±0.18LP153.30±0.20
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    表  3  CMC酶活测定结果

    Table  3.   CMC enzyme activity assay results

    菌株 Strain酶活力 Enzyme activity/(U·mL−1菌株 Strain酶活力 Enzyme activity/(U·mL−1
    S1 4.48±0.12 FJ7 1.57±0.12
    S6 1.23±0.31 LP5 3.57±0.24
    S14 7.90±0.00 LP6 3.48±0.24
    X10 31.90±0.20 LP10 6.82±0.24
    X14 6.98±0.12 LP15 3.48±0.12
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    表  4  高产纤维素酶菌株X10生化鉴定结果

    Table  4.   Biochemical identification of cellulase-producing strain X10

    项目 Item结果 Result项目 Item结果 Result项目 Item结果 Result
    MR试验 MR test 水杨酸 Salicylic acid + 蔗糖 sucrose +
    VP试验 VP test + 甘露醇 Mannitol 乳糖 lactose
    靛基质 Indigo matrix 麦芽糖 maltose 七叶苷 Aescin +
    枸橼酸盐 Citrate 葡萄糖 glucose + 硫化氢试验 Hydrogen sulfide test
    注:“+”表示阳性;“−”表示阴性。
    Note:“+”means positive; “−”means negative.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-04
  • 修回日期:  2020-04-14
  • 刊出日期:  2020-07-31

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