瘤胃中高效分解纖維素菌種的篩選研究

1、瘤胃中高效分解纖維素菌種的篩選研究目錄1、瘤胃微生物2瘤胃細菌2瘤胃真菌2瘤胃原蟲32、瘤胃微生物產(chǎn)生的纖維素酶及其分布3瘤胃微生物分泌的纖維素酶3瘤胃微生物分泌的纖維素酶分布43、瘤胃微生物纖維素酶的作用機理44、瘤胃微生物體外培養(yǎng)研究情況5瘤胃內(nèi)細菌分離文獻：5瘤胃內(nèi)真菌分離文獻：55、可選擇的方案6方案一、直接用瘤胃液（瘤胃內(nèi)總微生tm）發(fā)酵粗飼料6方案二、從瘤胃內(nèi)提取高纖維素分解能力的真菌66、可能遇到的問題7反芻動物的瘤胃是一種獨特的消化發(fā)酵罐，其中棲息著各種微生物，包括細 菌(bacteria)、真菌(mycetes)和原生動物(protozoans)。然而對纖維索降解起 主要作用

2、的瘤胃微生物是細菌和真菌，因為它們能分泌降解纖維素的纖維素酶。 真菌是分解纖維素的先鋒微生物，細菌是其中的優(yōu)勢微生物，原蟲的作用則是調(diào) 節(jié)真菌和細菌的種類和數(shù)量。早在1882年，tapperner創(chuàng)立了人工瘤胃技術(shù)來研究瘤胃細菌對纖維素的消 化作用(施學仕,1983)。20世紀50年代,hungate設(shè)計出理想的厭氧操作技術(shù), 使得嚴格厭氧的瘤胃微生物得以成功地在體外培養(yǎng)，瘤胃微生物z間的相互作用 和影響瘤胃發(fā)酵因素的研究成為反芻動物營養(yǎng)研究的重點。(hungate滾管5. 3 元/套，價格昂貴)k瘤胃微生物瘤胃細菌細菌約占瘤胃生物量的50%80%。并在瘤胃發(fā)酵中起著決定性作用。(在 瘤胃這個

3、大環(huán)境下發(fā)揮巨大作用)瘤胃主要的纖維分解細菌有產(chǎn)琥珀酸擬桿菌 (fibrobacter succinogens), 黃色瘤胃球菌(ruminococcus f lavefaciens), 白 色瘤胃球菌(ruminococcus albus)、產(chǎn)琥珀酸擬桿菌(fibrobactorsuccinogenc) 和溶纖維丁酸弧菌(butyrivibro fibrisolvens)。雖然溶纖維丁酸弧菌也能產(chǎn)生 纖維索分解酶，但它在半纖維索水解方面的作用史為重耍。瘤胃真菌1975年orpin發(fā)現(xiàn)厭氧真菌與細菌共存于瘤胃屮，占瘤胃生物量的8%。到了 80年代，研究發(fā)現(xiàn)瘤胃慶氧真菌對纖維素的降解作用大于細菌

4、。真菌能分泌纖維 素酶和木聚糖酶，對粗纖維有明顯的消化作用。到目前為止已發(fā)現(xiàn)5個屈67種 瘤胃厭氧真菌。包括neocallimastix patriciarum> ncocallimastix frontalis、 piromyces communis> sphaeromonas communis等。在瘤胃微生物中，發(fā)現(xiàn)只冇真菌具有溶解高抗性纖維如棉花纖維的能力！瘤胃真菌對纖維索的降解包括物理 降解（附著作用）和化學降解（酶降解）。許多常用的工業(yè)酶制劑只能作用于非晶 體狀的底物，而瘤胃厭氧真菌產(chǎn)生的酶能降解晶體狀的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的植物組織， 其至是植物厚璉組織和維管束組織。瘤胃原蟲瘤胃

5、原蟲分為兩個主要亞類，即鞭毛蟲和纖毛蟲。鞭毛蟲出現(xiàn)在飼喂不久的 幼齡犢牛，隨著犢牛年齡增大，鞭毛蟲數(shù)量減少。成年反芻動物體內(nèi)主要的原蟲 類群是纖毛蟲。體內(nèi)試驗研究結(jié)果表明，19%28的纖維素分解酶活是由原蟲產(chǎn) 生的，但其消化僅局限于一些易受作用的組織，如葉肉細胞（akin, 1989）,大多 數(shù)貧毛蟲具冇巨大的纖維索降解活性，去掉原蟲就會降低纖維索消化率 （bonho-mme, 1990： yecng等，1993）2、瘤胃微生物產(chǎn)生的纖維素酶及其分布瘤胃微生物分泌的纖維素酶瘤胃纖維素酶是多組分復(fù)合酶，主要包含3種酶，即g、：和b-葡萄糖甘酶。 g酶又稱外切葡聚糖酶、纖維二糖水解酶，縮寫是cbh

6、,主要作是分解天然的品體 纖維，廣泛存在于絲狀真菌；s酶又稱內(nèi)切型葡聚糖酶、cmc酶，是水解酶，主 作用于可溶性纖維索衍生物，縮寫為eg,所冇的纖維索分解菌都能產(chǎn)生此酶；p- 葡萄糖昔酶，又稱纖維二糖昔酶，縮寫是bg廣泛存在于瘤胃微生物屮。產(chǎn)生酶類待征"色帝畀球|»（此駁容於故誘導(dǎo)產(chǎn)生凰或奴抑制纟f維察薛一低分子fitsi內(nèi)切紆堆承濟 一高勺了肚聚合依纖堆二糖皆醉ph60 f 8t45v無水解結(jié)話纖維素能力 無水解結(jié)品餅維m能力黃化楷胃球菊ph6.46.6,39-45x： 在細凰快速堆隹階 段呈細抱結(jié)合您，袍和生長階段則呈游勇 忘，含內(nèi)切紆維第靜和纖維二精水解sh 實標上有

7、近20 a聲形式”（岸解麵鈣化糾 維索如郴花粗引維晟退的茵內(nèi)切纖址塞構(gòu) 卩-糖昔薛気適pii7.0,溫貿(mào)知匸琥珀酸加仟鑿纖堆二糖昔酹水解殲堆寡輔碼水解雪性滋壓ff維鴿力 時披甲基野維索和釵凹纖維家無作用fiw n /rortfirs內(nèi)切纖維索醉溶解桶<£«f維力彌，童糖町値產(chǎn)生 代謝產(chǎn)樹抑制作w>ph6.c,40v纖毛蟲纖維索醪內(nèi)切纖堆索sr奸堆二糖哲酶、卩梵糖昔曙瘤胃微生物分泌的纖維素酶分布研究表明：瘤胃微生物產(chǎn)生的酶可分布于rfe（瘤胃液酶）、fae（附在飼料顆 粒上的酶）和cae（瘤胃微生物菌體上酶），內(nèi)源葡聚糖酶和外源葡聚糖酶存在于細 胞表面或細胞質(zhì)屮。

8、而0 葡糖昔iw和0 巖藻糖苜iw的糖苜降解iw主要存在于 瘤胃液中。這表明瘤胃微牛物特別是纖維分解菌與附著在植物細胞壁的菌對纖維 質(zhì)的分解至關(guān)重耍。根據(jù)fae所含微生物數(shù)量及分泌的酶，fae在瘤胃飼料降解屮 具有重要作用。martin認為在瘤胃各部分咧標記微生物生物量中，固體附著微生 物（sam）及其酶活約占瘤胃總微生物量及總酶括的74%。3、瘤胃微生物纖維素酶的作用機理4、瘤胃微生物體外培養(yǎng)研究情況利用細菌、原蟲、真菌的純培養(yǎng)和它們間兩種菌的共同培養(yǎng)，研究了它們降 解苜蓿草細胞壁的能力，發(fā)現(xiàn)在整個降解苜蓿草細胞壁的過程中真菌貝有相當高 的活性，細菌純培養(yǎng)在培養(yǎng)后期基本不再降解植物細胞壁，而

9、原蟲純培養(yǎng)根本不 能繼續(xù)降解植物細胞壁物質(zhì)。瘤胃內(nèi)細菌分離文獻：isolation, enumeration, and maintenance of rumen anaerobicfungi in roll tubes 1981.12applied andenvironmental microbiologymodified bottle plate for the cultivation of strictanaerobes 1992.1 journal of microbiological methods2株瘤胃纖維降解細菌的分離鑒定2007.11微生物學雜志牛瘤胃屮琥珀酸產(chǎn)生菌的分離鑒定研

10、究2007. 10合肥工業(yè)人學學報瘤胃內(nèi)真菌分離文獻：厭氧真菌在山羊瘤胃中的分離1999.6草食家畜（季刊）中國黃牛瘤胃厭氧真菌的分離純化及形態(tài)學初步觀察1997. 28畜牧獸醫(yī)學報產(chǎn)纖維降解酶厭氧真菌菌株的篩選及其粗酶性質(zhì)的研究2003. 6南農(nóng)碩士論文滾管法培養(yǎng)厭氧其菌的技術(shù)改進研究2004. 2動物營養(yǎng)dfccs-1i型雙外流連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)與活體牛瘤胃發(fā)酵和厭氣真菌培養(yǎng)的比較研究2004. 5內(nèi)蒙古農(nóng)人碩士論文瘤胃厭氧真菌的篩選、誘變及發(fā)酵獲皮的研究2006. 6四川農(nóng)大碩士論文5、可選擇的方案方案一、直接用瘤胃液（瘤胃內(nèi)總微生tm）發(fā)酵粗飼料參考專利：制作瘤胃飼料的方法及專用設(shè)備一一19

11、92. 6團 /方案二、從瘤胃內(nèi)提取高纖維素分解能力的真菌真菌的纖維索酶和木聚糖酶活性比瘤胃主導(dǎo)性纖維索分解細菌、原蟲和目前 工業(yè)上常用的產(chǎn)纖維素酶木酶菌等工業(yè)用產(chǎn)酶微生物分泌的酶活性都高。akin 等（1990）報道，體外瘤胃真菌可以消化70%的纖維索。瘤胃真菌纖維索分解酶活 性比瘤胃主要纖維素分解細菌產(chǎn)生的酶活性高5倍（lee等1996）。厭氧真菌分泌 酶的活性很強、很穩(wěn)定，另外這些酶可以利用的底物很廣泛，并且這些酶都是由 胞外分泌，因而在飼料業(yè)中將具有廣闊的應(yīng)用前景。滾管法培養(yǎng)厭氧貞菌的技術(shù)改進研究2004. 2動物營養(yǎng)dfccs-1i型雙外流連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)與活體牛瘤胃發(fā)酵和厭氧真菌培養(yǎng)的比較研究2004. 5內(nèi)蒙古農(nóng)