一种高效纤维素降解菌剂及其制备方法和应用

本发明涉及微生物，尤其涉及一种高效纤维素降解菌剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着农业生产不断发展，农业固体废弃物，如林业废物、农畜业废物和生活垃圾的总量也在不断增加。由于基数大，重视程度不够等问题，农业废弃物回收率低，存在资源浪费。同时，固体废弃物会占用大量土地面积，长时间堆放会出现二次污染，严重时会对周围大气造成破坏，污染土壤。

2、农业固体废弃物中富含大量纤维素，纤维素是一种由β-1,4-糖苷键连接而成的复杂高分子多糖类物质，其结构稳定且难以被自然降解。传统的纤维素降解方法包括物理法、化学法以及生物法。物理法和化学法虽然能够较为快速地降解纤维素，但往往伴随着能耗高、环境污染严重等问题。相比之下，生物法，特别是利用微生物产生的纤维素酶进行降解，具有环保、高效且可持续的优点。然而，单一微生物的降解能力有限，且易受环境因素的影响，因此，构建能够协同作用、高效降解纤维素的复合菌剂成为了研究的重点。

3、尽管目前已有一些关于纤维素降解复合菌剂的研究报道，但仍然存在一些问题需要解决。如复合菌剂中微生物的种类、比例的选择、培养条件的优化以及实际应用效果等方面仍需进一步研究和探索。

4、因此，开发一种高效稳定促进纤维素降解的复合菌剂具有重要的实际应用价值和理论意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种高效纤维素降解菌剂，本发明提供的高效纤维素降解菌剂，各个菌种之间相互协同作用，可高效稳定的降解纤维素。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种高效纤维素降解菌剂，包括短波单胞菌afbⅰ(brevundimonassp.)、粪产碱菌afbⅱ(alcaligenesfaecalis)、无色杆菌afbⅲ(achromobactersp.)，其中，所述短波单胞菌afbⅰ的基因组中包括如seq id no.1所示的核苷酸序列，所述粪产碱菌afbⅱ的基因组中包括如seq id no.2所示的核苷酸序列，所述无色杆菌afbⅲ的基因组中包括如seq idno.3所示的核苷酸序列。

4、进一步地，所述短波单胞菌afbⅰ、粪产碱菌afbⅱ、无色杆菌afbⅲ的质量比为(0.9～1.3)：(0.9～1.5)：(0.9～1.5)。

5、进一步地，所述短波单胞菌afbⅰ、粪产碱菌afbⅱ、无色杆菌afbⅲ的质量比为1：1：1。

6、本发明的目的之二在于提供上述高效纤维素降解菌剂的制备方法，包括以下步骤：

7、1)样品的采集与处理：分别在腐烂玉米秸秆堆和牛粪堆中采集样品，除去表层杂质，使用五点采样法采集深度为5～10cm的土壤，混匀，放入灭菌的自封袋中，冷藏保存；

8、2)降解菌的富集：将配置的富集培养基进行灭菌处理后，进行接种，将采集的样品分别接种于富集培养基中，在恒温摇床中进行富集培养；

9、3)梯度稀释与涂布培养：使用无菌水将富集菌液进行梯度稀释至10-6的稀释度，再分别取10-4，10-5，10-6梯度的稀释液涂布于cmc-na培养基平板上，置于恒温培养箱倒置培养7-10天，观察并记录菌落生长情况；

10、4)降解菌的纯化：选取长势好、菌落直径在5mm以上的菌株进行三区划线分离纯化，筛选得到短波单胞菌afbⅰ、粪产碱菌afbⅱ、无色杆菌afbⅲ，将培养得到的短波单胞菌afbⅰ、粪产碱菌afbⅱ、无色杆菌afbⅲ按等比例混合得到纤维素降解菌剂。

11、进一步地，步骤2)中，所述富集培养基的组分包括：蛋白胨8-12g/l，k2hpo40.8-1.2g/l，na2co33-6 g/l，mgso4·7h2o 0.08-0.12g/l，feso4·7h2o0.01-0.02g/l，mnso40.03-0.06g/l，酵母膏8-12g/l，溶剂为蒸馏水。

12、进一步地，步骤3)中，所述cmc-na培养基的组分包括：cmc-na 8-12g/l，kno30.8-1.2g/l，k2hpo40.3-0.8g/l，nacl 1-2g/l，mgso4·7h2o 0.3-0.8g/l，琼脂10-16g/l，溶剂为蒸馏水。

13、本发明的目的还在于提供上述高效纤维素降解菌剂在降解纤维素中的应用。

14、本发明有益效果至少包括：

15、本发明提供的高效纤维素降解菌剂，在分解20天时，能提升13.25％的秸秆分解率和15.93％的牛粪分解率；分解60天时，能提升21.275％的秸秆分解率和24.6％的牛粪分解率；分解90天时，能提升34.03％的秸秆分解率和41.63％的牛粪分解率。

16、在分解90天时，混合菌液即降解菌剂处理下秸秆木质素降解率为51.07％，牛粪木质素降解率为79.08％；在分解90天时，混合菌液即降解菌剂处理下秸秆纤维素降解率为86.71％，牛粪纤维素降解率为60.58％；均显著高于未添加降解菌剂的对照组。

技术特征：

1.一种高效纤维素降解菌剂，其特征在于，包括短波单胞菌afbⅰ(brevundimonassp.)、粪产碱菌afbⅱ(alcaligenesfaecalis)、无色杆菌afbⅲ(achromobactersp.)，其中，所述短波单胞菌afbⅰ的基因组中包括如seq id no.1所示的核苷酸序列，所述粪产碱菌afbⅱ的基因组中包括如seq id no.2所示的核苷酸序列，所述无色杆菌afbⅲ的基因组中包括如seq id no.3所示的核苷酸序列。

2.根据权利要求1所述的高效纤维素降解菌剂，其特征在于，所述短波单胞菌afbⅰ、粪产碱菌afbⅱ、无色杆菌afbⅲ的质量比为(0.9～1.3)：(0.9～1.5)：(0.9～1.5)。

3.根据权利要求1所述的高效纤维素降解菌剂，其特征在于，所述短波单胞菌afbⅰ、粪产碱菌afbⅱ、无色杆菌afbⅲ的质量比为1：1：1。

4.权利要求1-3任一所述的高效纤维素降解菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的高效纤维素降解菌剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述富集培养基的组分包括：蛋白胨8-12g/l，k2hpo40.8-1.2g/l，na2co33-6 g/l，mgso4·7h2o0.08-0.12g/l，feso4·7h2o 0.01-0.02g/l，mnso40.03-0.06g/l，酵母膏8-12g/l，溶剂为蒸馏水。

6.根据权利要求4所述的高效纤维素降解菌剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述cmc-na培养基的组分包括：cmc-na 8-12g/l，kno30.8-1.2g/l，k2hpo40.3-0.8g/l，nacl1-2g/l，mgso4·7h2o 0.3-0.8g/l，琼脂10-16g/l，溶剂为蒸馏水。

7.权利要求1-3中任一高效纤维素降解菌剂在降解纤维素中的应用。

技术总结
本发明公开了一种高效纤维素降解菌剂及其制备方法和应用，属于微生物技术领域，所述降解菌剂包括短波单胞菌AFBⅠ(Brevundimonas sp.)、粪产碱菌AFBⅡ(Alcaligenesfaecalis)、无色杆菌AFBⅢ(Achromobactersp.)，其中，所述短波单胞菌AFBⅠ的基因组中包括如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，所述粪产碱菌AFBⅡ的基因组中包括如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列，所述无色杆菌AFBⅢ的基因组中包括如SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列。本发明提供的高效纤维素降解菌剂，各个菌种之间相互协同作用，可高效稳定的降解纤维素。

技术研发人员：华磊,万松泽,林蓉,杨钧,陈雨萱,王亚萍
受保护的技术使用者：江西农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/20