内蒙古森林土壤纤维素降解菌的多样性及功能研究OA

【目的】为挖掘适应我国北方环境并在低温和常温下能高效分泌纤维素酶的微生物资源,筛选具有高效降解纤维素类物质的微生物菌株。【方法】采集内蒙古九峰山和大兴安岭等自然保护区的森林土壤样品,将其混合后以羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose,CMC-Na)为唯一碳源,在低温(10℃)和常温(25℃)下,采用稀释涂布、四区划线等方法进行分离纯化,基于16S rRNA序列进行菌株鉴定,并利用宏基因组测序技术对低温富集后的土壤细菌群落结构进行分析。【结果】从常温(25℃)下分离得到可培养纤维素降解细菌92株和真菌42株,其中常温纤维素降解细菌优势菌门为变形菌门(Proteobacteria),优势菌属为根瘤菌属(Rhizobium),常温纤维素降解真菌优势菌门为子囊菌门(Ascomycota),优势菌属为曲霉属(Aspergillus);低温(10℃)富集后获得83株低温纤维素降解细菌优势菌门为放线菌门(Actinobacteria),其优势菌属为链霉菌属(Streptomyces)。低温富集土壤经宏基因组测序分析显示,微生物群落组成中放线菌门(Actinobacteria)为第一优势菌门;通过碳水化合物活性酶注释,共得到与纤维素降解相关基因215696条。低温纤维素降解细菌的CMC酶活普遍偏低,其中Streptomyces cyaneochromogenes DQ-4,酶活最高可达到21.63 U·mL^(-1),常温纤维素降解真菌中的Penicillium chrysogenum CZH-6酶活最高,可达112.76 U·mL^(-1),常温纤维素降解细菌的CMC酶活介于常温真菌和低温细菌之间。【结论】上述结果表明内蒙古森林土壤中纤维素降解微生物资源丰富,细菌中的节杆菌属(Arthrobacter)、链霉菌属(Streptomyces)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)和真菌中的曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、木霉属(Trichoderma)在常温和低温下的纤维素降解能力较强,为潜在的纤维素降解微生物资源。