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两株芭蕉花内生菌纤维素降解能力的测定



全 文 :JILIN AGRICULTURE 127
2011年第05期
(总第255期)
吉 林 农 业
JILIN AGRICULTURE
NO.05,2011
(CumulativetyNO.255)
两株芭蕉花内生菌纤维素降解能力的测定
孙 浩,缪福俊,李 彪
(西南林业大学,云南 昆明 650224)
摘要:研究从芭蕉花中分离到能提高玉米秸秆青贮饲料营养的两株酵母菌(SWFU 1003,SWFU 1021),并分别对它们降解纤维
素的能力进行了测定,结果表明:SWFU 1003的FPA和CMC酶活分别达到2.37U和16.77U;SWFU 1021的FPA和CMC酶活分别达到2.86U和
15.62U。结论:获得的两株酵母均有较高的纤维素降解能力。
关键词:芭蕉花;酵母;纤维素降解
中图分类号:X172 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-05-0127-2
基金项目:云南省教育厅科学研究基金(09j0069)
芭蕉花为芭蕉科植物芭蕉(Musa basjoo)的花蕾或花[1]。
植物内生菌是指在其生活史的一定阶段或全部阶段生活于健康植
物的组织和器官内部或细胞间隙的一类微生物,被感染的宿主植
物不表现出外在病症,可通过组织学方法或从严格表面消毒的植
物组织中分离。陈露[1,2]等报道了芭蕉花内生菌对纤维素的降解作
用。本研究以分离自云南产芭蕉花的内生菌为研究对象,对其纤
维素降解酶活力进行了研究。
1 材料与方法
1.1 实验进行地
西南林业大学西 南山地森林资源保育与利用省部共建教育部
重点实验室。 时间:2010年5月
1.2 芭蕉花内生菌的分离、纯化、保存
取新鲜芭蕉花,打孔器打片。分别用水冲洗干净,无菌台内
风干后,稀释涂布于加氨苄青霉素的PDA培养基中。待菌落成型
后,以划线法分纯。纯培养菌株于4℃保存待用。
1.3 降解纤维素菌株的筛选
菌株悬液接种装有Dubos 纤维素培养基的试管,30℃培养
至滤纸条上出现溃烂斑。自滤纸溃烂处挑取菌落于纤维糊精培养
基,划线分离,得单菌落。将单菌落点种刚果红纤维素培养基,
30℃培养48h,NH4Cl固定后,测量透明圈直径大小。
1.4 DNS试剂配制
称取200g酒石酸钾钠,溶于一定量水中,加热溶解,添加
10.0g 3,5-二硝基水杨酸、10.0g氢氧化钠,溶解后加入2g苯
酚、0.5g无水亚硫酸钠,全部加热溶解后,冷却至室温,定容至
1000mL。用前一周配制。
1.5 葡萄糖标准曲线绘制
准确称取100.0mg分析纯的无水葡萄糖(预先在105℃干燥至
衡重),用少量蒸馏水溶解后,定量转移到100mL容量瓶中,再定
容到刻度,摇匀,浓度为1mg/mL。取9支试管,分别加入0、0.2、
0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 ml葡萄糖标准溶液,加入
2.5mlDNS试剂混合均匀,在沸水浴中加热5min,取出后立即用流
动水冷却到室温,定容到25ml,摇匀。于520nm波长处测定OD值。
1.6 降解菌的初筛
将筛选后的菌株以PDA培养基摇瓶培养,菌液在3500r/min下离
心15min,取上清液即为粗酶液。参照FPA的测定方法(山东大学微生
物研究所 1976)。取经适当稀释的粗酶液lmL,加入1mL pH 4.8醋酸
-醋酸钠缓冲液,摇匀后投入一张50mg滤纸,50℃保温30min,加入
2.5mLDNS试剂,沸水中煮沸5 min,冷却后定容到25mL,在520nm下
比色,测出OD值,查标准曲线后,求出溶液中的葡萄糖含量。
1.7 CMC 酶活测定
取适当稀释的酶液1ml,加入1ml含1% CMC的pH4.8醋酸- 醋酸
钠缓冲液,混匀,50℃恒温水浴30min,加入2.5ml DNS试剂,沸
水中煮沸5min,冷却后定容到25ml,在520nm下比色,测出OD值,
查l葡萄糖标准曲线后,求出溶液中的葡萄糖含量。
注:酶活力单位规定:以1ml酶液,在一定条件下(58℃ PH
4.8恒温1h)下,水解生成1μmol葡萄糖的酶量为1个国际单位
(IU,简写为U)(DM Stuart,1999)。
2 结论与分析
经分离得到菌落不同的菌株5株,经显微镜镜检为酵母未知
种。经Dubos 纤维素培养基初筛初步得到具有纤维素降解能力的
酵母两株。见(图1)。

图1 获得的两株具有纤维素降解能力的菌株
(左为SWFU1003 右为SWFU1021)
由图2可知,用于本试验的葡萄糖标准曲线线性关系良好,能
够保证测定结果的准确和真实。经过测定,并根据标准曲线求得
菌株SWFU 1003及SWFU 1021的酶活,如(表2)所示。从表2可以看
出,菌株SWFU 1021的FPA酶活及CMC酶活均大于菌株SWFU 1003的
酶活,分别达到3.94U和19.65U。
图2 葡萄糖标准曲线的制作
表2 菌株FPA和CMC酶活力测定结果

结论:本实验用滤纸筛选法筛选能降解纤维素的活性菌株,
(下转133页)
菌株 FPA酶活 CMC酶活
SWFU 1003 2.37U 16.77U
SWFU 1021 3.94U 19.65U
JILIN AGRICULTURE 133
组试验,每试验小区6米2,包括对照共18个小区。试验地pH值
8.5,地头有盐碱地指示植物羊草。药剂施入后播种玉米,秋季
测玉米棒产量。测产结果如表3。从表3看出,施入制剂比未施
入制剂产量高,而以施入量5.5升/亩的试验水平产量最高,提
高产量(7.43-6.45)÷6.45×100%=15.2%。通过表3产生表
4,表4证明各施量水平之间产量差异是明显的,F>F0.01说明不
同施用剂量之间产量差异极显著。实际上在试验区凭肉眼仔细目
测,就能看出每个区组内5.5升/亩的剂量水平的玉米结棒总体
比对照大,而且大小均一,但各水平及对照的秸秆高度无明显差
异,秸秆粗度有差异。
表4 不同KOM施用剂量的产量方差分析

表4证明各水平产量差异显著,那么为获得最高产量,根
据表3 不同制剂用量与对应的平均产量通过拟合回归曲线可求
得制剂最佳施用量。以表3中前4个制剂施用量水平2.7、5.5、
9.4、13.8为自变量,相对应的平均产量为因变量,近似于二次
曲线,得回归方程 =6.3969+0.2491x-0.0174x2。方程的回归系
数 ,临界值 , 说明
回归关系明显,此方程可用。当导数 时有最高产量,则相对应的
最佳施入剂量x=7升/亩。即根据回归曲线推测制剂最佳施用量为7
升/亩(每公顷105升)。这个用量是近似曲线的推测值,在生产
上可以不必固守此数,掌握每亩6-7升左右的用量即可。
4 结论
使用KOM活化堆盐碱改良剂,通过实验证实了一次改良而效
果逐年增强的理论判断在实践上是正确的。但制剂施入1个月内
无明显效果,1个月后开始逐渐增效。有的土壤专家不懂,认为
盐碱地不能改良,实际该技术不是土壤学,是生态学,即土壤生
态。它是一个微生物群落的发生过程,改良效果不反弹,而且随
着时间的推移应该越来越好。通过对中度盐碱地试验证明,玉米
产量可以提高15%以上,最佳施用剂量6-7升/亩,那么轻度盐碱
地(7可增大施用量。
通过连续几年的试验研究和大规模土壤改良证实,改良效
果明显而且无可置疑,具备大规模推开的技术成熟性。但目前
存在的问题是,制剂的价格较高,40元/升。以这个价格购买,
再加施入药剂用工投入,以种玉米计算,通过提高产量获得投
入后的回收,资金回收期要达4-5年,这可能会打消农民的投资
激情。我们在双辽种羊场连续2年较大规模地开展了此项工作,
是在四平市农业综合开发办公室土地治理项目的资金支持下完成
的。吉林省作为农业大省,有150万公顷盐碱地,农业增产的开
发潜力很大,如果政府在短时间内全面发动治理,药剂用量很
大,价格可能会降低50%,农民就能够承受得起,就可以促成一
场大规模的农田基本建设,给农业以至林业、牧业带来长期的稳
产高产。
作者简介:赵国辉(1972-),男,吉林四平人,吉林省四
平市实验林场高级工程师,研究方向:造林、森林资源管理、林
粮复合经营等。
Youliang, Wang Daowen. Identification of a novel HMW
gulte-nin subunit and comparison of its amino acid
sequence with those of homologous subunits[J]. Chinese
Science Bulletin, 2002, 47 (3): 220-225.
[17] Murai J, T Taira, D Ohta. Isolation and
characterzation of the three Waxy genes encoding the
granule-bound starch synthase in hexaploid wheat[J].
Genet,1999,234:71-79.
[18] Shariflou M R, Sharp P J. A polymorphic
microsatellite in 3end ofwaxy’genes of wheat, Triticum
aestivum[J]. Plant Breeding, 1999, 118:275-277.
[19] 徐兆华,夏兰芹,陈新民等.中国冬小麦品种Waxy蛋白分
析及分子标记研究[J].中国农业科学,2005,38(8):1514-1521.
[20] 姚大年,王新望,刘志勇,等.小麦品种Waxy蛋白的鉴定和
筛选[J].农业生物技术学报,1999,7(1):1-9.
[21] 王小兰,沈银柱,黄占景,等.缺失蜡质蛋白类型小麦在我
国北方冬麦区的分析[J].作物学报,2001,27(1):127-129.
作者简介:舒晓霞(1982-),女,硕士研究生,成都农业科技
职业学院教师。
方差来源 自由度 离差平方和 均 方 均方比 Fα
组间 5-4=1 1.76 0.44
F= =27.5
组内 14-4=10 0.16 0.016
总的 5×3-1=14 1.92
0.4 F0.010.6 9.510
4
2
1 =⎟⎟⎠

⎜⎜⎝

=
=
f
f
0
(上接131页)
(上接127页)
该方法简单、直观、可行。菌株SWFU 1003及菌株SWFU 1021都
具有一定的纤维素降解能力,能够使纤维素转换为还原糖。SWFU
1021的降解能力略高。该菌株的纤维素降解能力与文献中报道的
其他具有纤维素降解能力的内生菌相当[3]。上述菌株均具有成为
纤维素降解菌的潜质。有望在饲料添加剂等领域得到应用。
参考文献
[1] 陈璐.芭蕉属植物内生菌特性的研究[D].福建农林大学硕
士论文,2009:1-25.
[2] 邹文欣,谭仁祥.植物内生菌研究新进展[J].植物学报,
2001,43(9):881-892.
[3] 邹文欣,谭仁祥.植物内生菌的生物与次生产物多样性及
其潜在应用价值[A].见:植物科学研究进展(第2版)[M].北京:高等
教育出版社,1999:1832-1901.
作者简介:孙浩(1982-),男,西南林业大学硕士研究生,
西南山地森林资源保育与利用省部共建教育部重点实验室,研究
方向:微生物学。

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