纤维素分解菌的特性研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

纤维素是地球上最丰富的有机物质，是植物秸秆、糠壳、木材、棉麻甚至植物废渣的主要成分，是人类重要的自然资源。由于纤维素中存在许多高能的氢键，因此其水解、利用均很困难。据联合国环境规划署(unep)统计,每年世界上各种农作物所生产的秸秆多达17亿ｔ,秸秆木质纤维素是目前唯一产量巨大且未得到充分利用的可再生资源。据测算,地球每年光合作用合成的物质中,纤维素约占6%,达220亿ｔ。中国每年产稻草等农作物秸秆约8亿ｔ,折合标准煤量近4亿ｔ。若利用微生物发酵将农副产品中的纤维素转化成糖和蛋白质,则有可能成为饲料、发酵工业原料和人类食品等的新来源,同时还可以变废为宝、保护环境。纤维素这一巨大可再生资源的有效利用对解决环境污染、食品短缺、能源危机等具有重大现实意义。

然而这些资源大部分通过简单的焚烧方式利用，利用率极低，在浪费能源的同时对环境造成了污染。目前，对于纤维素的利用主要是通过化学或生物处理从而实现资源化。微生物分解纤维素是纤维素生物处理技术的核心，早在1912年人们就开始对其进行研究。但真正利用微生物分解纤维素的研究开始于20 世纪 60 年代，当时主要利用微生物分解纤维素生产单细胞蛋白；到70年代以后，随着能源危机和环境污染研究的重点又逐步转移到开辟新能源和防止环境污染上来。近二三十年来，在纤维素酶菌株的选育、纤维素酶组分及降解机制、纤维素酶合成的调节和控制以及纤维素酶应用等诸多分枝课题都取得了很大的进展。

自然界中广泛存在能代谢产生纤维素酶的微生物，但他们的纤维素酶比活力普遍较低，难以真正实现纤维素的高效分解利用，所以进一步寻找和开发高产纤维素酶菌种，是纤维素资源能否高效利用的关键。目前分离到的产纤维素酶的微生物主要集中在真菌、放线菌和部分酵母菌等，较少发现细菌。这类微生物经过筛选、分离后一般对人畜无害、生物转化率高、作用条件温和等特点. 因而具有很大的应用潜力，尤其在生物质资源转化方面更具有广阔的应用前景。

2. 研究的基本内容与方案

至今,已有很多关于人工培养驯化纤维素降解菌的报道,其大部分是以纯培养方法分离和筛选的,但是有研究表明由于微生物群落中不同菌种之间存在协同作用并相互依存,各菌种对环境要求苛刻等原因,大部分在自然界中的微生物都无法在实验室的培养基上进行分离培养,常规的培养基分离培养的方法往往只能得到很小的一部分信息。因此,近年在环境中的纤维素分解研究上,混合菌的作用逐渐得到重视。

本次研究目标为通过对纤维素降解菌株的筛选培养，分纯化和混合菌群两个方面展开对菌株的特性研究，包括酶活以及其他生理生化特性。

初步选定的土样为含秸秆及落叶的腐土和造纸厂污水处理a/0工艺段的污泥。筛选纤维素分解菌的培养基为蛋白胨纤维素培养基（pcs）培养基。

3. 研究计划与安排

第4周-第6周 查阅相关文献资料，明确研究内容

第7周-第8周 查阅并收集与论文相关的资料，制定方案

第9周-第13周 完成影响因素的实验研究

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 沈萍等. 微生物学. 高等教育出版社，2006-7-1 .

[2] 樊青青,刘艳丽,罗亚田等. 环境中纤维素降解菌的筛选与降解活性分析.环境污染与防治,2009,24(9).

[3]刘鹏等,一株纤维素降解菌的鉴定及产酶活力测定,环境科学,2014,40(1).