高效降解秸秆的芽孢杆菌的筛选及功能研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

秸秆主要是由木质素、纤维素、半纤维素等聚结而成的致密的碳水化合物结晶结构以及少量蛋白质、脂肪、木质素、醇类、醛、酮和有机酸等组成自然条件下十分稳定[1]。中国是一个农业大国，农作物秸秆年产量约为6-7亿吨，其中42％直接或过腹还田，8％作工业或其他用途，尚有50％未被利用。秸秆还田可改善土壤结构，增加土壤微生物多样性，提高土壤有机质等，是合理利用秸秆资源的有效途径之一。但秸秆在自然状态下的降解速度非常缓慢，且秸秆内部的碳氮比过高，在自然腐解过程中与作物争夺无机氮，还会影响作物的长势和产量。通过开发秸秆原位降解菌来加快秸秆纤维素的分解速度提高秸秆腐解效率成为秸秆还田技术推广的关键[6]。

目前，对秸秆降解菌剂的研究主要集中在中高温菌剂的研制和开发上，近年来，在秸秆还田过程中配施秸秆降解菌成为加快秸秆腐解速度的重要途径之一，并有大量研究表明，秸秆降解菌不仅可以提高秸秆腐解速度，还对土壤养分，土壤微生物、土壤酶活性以及作物产量等起到一定的促进作用[7]。

现今，国内外已经研究出的秸秆降解菌有细菌:芽孢杆菌属(bacillus)、类芽胞杆菌(paenibacillus)、假单胞菌属(pseudomones)、弧菌属(vibrio),微球菌属(micrococcus)、链球菌属(streptococcus)等等；真菌:木霉属(trichoderma)、曲霉属(aspergillus)、青霉(penicillium)、分枝孢属(sporotrichum)、轮枝孢霉(verticillium)、镰刀菌属(fusarium)、根霉(rhizopus)等等；放线菌:分枝杆菌(mycobacterium)、诺卡氏菌(nocardia)、链霉菌属(streptomyces)等[5]。本课题的应用前景是可以结合已经筛选到的的秸秆降解菌制作出实用可行的秸秆腐熟剂，应用到实际的农田中，减少秸秆资源的浪费，加速秸秆降解，使秸秆还田作为可利用的肥料资源。我们使用的芽孢杆菌分离自西藏是低温适生菌，兼具生防潜力。

2. 研究的基本内容和问题

本课题对经过初筛和复筛两轮筛选的55株分离自西藏的野生型芽孢杆菌进行筛选，旨在获得高效降解纤维素/半纤维素的菌株，首先采用平板透明圈法，通过形成透明圈及其大小初步判断菌株产生纤维素降解酶系的能力，再将初筛降解能力较突出的菌株以不同性质的多糖底物进行胞外酶活测定，定量分析不同菌株产生胞外降解酶的种类和活性大小。结合两次筛选结果确定高效降解纤维素的菌株，并进行分子鉴定。

拟解决的关键问题：

筛选出可以高效降解纤维素的芽孢杆菌菌株并进行分子鉴定。

3. 研究的方法与方案

研究方法：

（1）芽孢杆菌平板培养筛选透明圈法；

（2）dns法筛选胞外酶活；

4. 研究创新点

无

5. 研究计划与进展

2013年：

（1）8月份活化野生芽孢杆菌菌株并完成初筛；

（2）9月份将初筛结果较好的菌株进行复筛；