高温纤维素降解菌的筛选分离及其酶学特性研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

纤维素类物质占植物干重的50%，是地球上分布最广、含量最丰富的碳源物质，对人类而言，它又是自然界中数量最大的可再生资源^[1]。但是，由于纤维素中存在许多高能的氢键，因此其水解和利用均很困难。世界上平均每年约生成1 500～2 000亿吨植物性有机物，其中约有一半为纤维素类物质，而能利用的只有非常少的部分，绝大部分都被弃置^[2]。因此如何有效的利用纤维素资源已成为我国乃至世界的重大课题之一。

针对纤维素资源的不能充分利用而导致的环境污染问题，科学界提出了众多治理方法。传统的治理方法有焚烧、填埋、制沼气等^[3-4]，但是这些办法治根不治本，不但成本高，影响环境，而且污泥的利用率很低，没有达到可持续发展要求。目前所提出的微生物方法是是指在人工控制下，在一定的水分、c/n和通风条件下通过微生物的发酵作用，将废弃的纤维素类物质转变为肥料的过程^[5]。通过堆肥化过程，纤维素类物质由不稳定状态转变为稳定的腐殖质物质，其堆肥产品不含病原菌，不含杂草种子，无臭无蝇，可以安全处理和保存，是一种良好的土壤改良剂和有机肥料，而且堆肥日处理量大、处理后质量稳定、容易有效利用，可以有效地控制臭气和其他污染环境的因素，所以综合效益好^[6]。但是在筛选能产生纤维素酶的微生物的时候，微生物的产酶活性太低，导致堆肥存在治理效率低、周期长、堆肥温度低等对问题^[7]。因此，解决当前微生物法堆肥纤维素降解能力差的问题当务之急。

国内外一些学者的研究表明，高温纤维素降解菌可以加速堆体升温，加快堆肥底物中纤维类物质的分解，从而缩短堆肥腐熟的周期^[8-10]。j，peter l. bergquist^[11]等曾经列举总结过一系列的高温木质纤维素分解菌。张毅^[12]等从贡嘎山热温泉及土壤堆肥中分离到四株嗜热厌氧纤维素分解细菌。齐云^[13]等从堆肥中分离出一株分解纤维素的高温耐碱菌株，该菌株在固体纤维素平板上, 培养 4 d 可产生明显的分解纤维素透明圈。近年来一些国内外也曾经研究了一个复合产纤维素酶的体系^[14-17]，得到一组分解能力很强的混合体系并已经制成复合菌剂用于复混肥的生产，该方面的研究也正在逐步展开^[18]。由于酶的活性与温度成正比，所以寻找出耐高温菌株是解决当处理堆肥的降解菌产酶活性低的问题的关键。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

(1)从某厂高温堆肥腐熟质中筛选分离出能高效降解纤维素的菌株；

(2)研究分离后菌种产纤维素酶的能力；

3. 研究计划与安排

1-2周 资料检索、收集，文献查阅、整理；确定实验方案，撰写开题报告；

3-4周 准备实验仪器与药品，完成土壤采样；

5-13周 完成高温纤维素降解菌的筛选与分离，优化分离的细菌的生长条件

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张传富, 顾文杰, 彭科峰,等. 微生物纤维素酶的研究现状[j]. 生物信息学, 2007(1):34-36.

[2] liu y, xuan s, long c, et al. screening, identifying of cellulose-decomposing strain l-06 and its enzyme-producing conditions[j]. chinese journal of biotechnology, 2008, 24(24):1112-6.

[3][3] 孙永明, 李国学, 张夫道,等. 中国农业废弃物资源化现状与发展战略[j]. 农业工程学报, 2005, 21