木质素降解细菌的分离、筛选与鉴定开题报告
2021-08-08 03:09:56
1. 研究目的与意义
木质素是一种自然界十分丰富的天然高分子物质,可作为基本化工原料,经改性可变成磺化木质素、胺木质素、硝基木质素、酚木质素等;与其他化学品合成可制成酚醛树脂、环氧树脂、聚矾、聚氨酯等。木质素降解可制成酚类、醛类及多种气化物,故木质素的加工利用有小石油化工之称。经秸化工程大量回收木质素后,可广泛开展其种种加工利用,为工业开辟了资源来源。
在木材中,木质素的储量仅次于纤维素,但是长期以来对木质素的利用还不够深入,不少场合(如在造纸业中)却作为废弃物加以排除,不但严重的环境污染,也浪费资源,因此,提高木质素的利用效率、开发木质素的利用途径是解决资源、能源、环境问题的一个重要措施。从理论上讲,控制性的对木质素进行生物降解,可以有这一复杂的高分子化合物生产出现在从石油中制取的多种有用的苯酚类物质,如香草酸。二甲基硫醚、丁香酸、苯酚等。这种办法如果成功,将为当前与未来的化学品生产开辟新的原料来源。为此,国外有些人做了这种以生物法从木质素中制取有用化学品的探索性研究。
几十年来,木质素这一研究领域有了很大发展,尤其是20世纪80年代发现了参与木质素降解的各类木质素酶以后,世界范围的木质素生物降解研究热潮在木质素降解的微生物学、生物物理和生物化学以及分子生物等领域均取得令人瞩目的成就、展现了木质素降解相关生物技术在工业和农业无污染化发展中的巨大潜力。
2. 国内外研究现状分析
研究认为,不同的木材白腐菌对于不同的木质纤维素基质有不同的中间代谢产物和途径,木质素生物转化中的低分子芳香族化合物的种类和数量随着木材白腐菌和木质纤维素基质的不同而发生变化,针叶材、阔叶材和草类的降解物各异,可以有香草酸、愈创木基丙酮酸、愈创木基甘油-β-松柏醚、阿魏酸、愈创木基甘油、对羟基苯酸、丁香酸、对羟基苯乙酸、原儿茶酸、対香豆酸等。目前,木质素生物降解法生产香草醛已在生产实验研究阶段。
生物对于在土壤中木质素的转换和降解具有重要作用,但土壤中木质素的降解据报道是土壤微生物区系多种类型微生物协同进行的结果,而且进程缓慢,单一微生物纯种培养的商业用途前景不很清晰,且这类原核生物的多酚氧化酶是胞内酶,这也决定了其在木质素降解菌的研究中处于一个相对从属的地位。在木质素降解微生物中,研究的最多最彻底和最具有应用前景的是黄孢原毛平革菌,这种微生物的特点是培养温度高(37℃左右),无性繁殖迅速,菌丝生长快且分泌木质素降解能力强,它已经成为研究白腐菌的一种模式微生物。
3. 研究的基本内容与计划
对土壤进行采样,采用稀释平板法对土壤进行稀释和预处理,分别采用加入纳他酶素真菌抑制剂和不加该抑制剂作对比试验,同时采用高倍稀释法处理培养基,进行多次对比试验。达到对土壤中的细菌稀释,并划线,分离提纯,土壤中的能够降解木质素的细菌。
筛选分离后的细菌与菌种库或采取dna鉴定采用荧光标记法鉴定其是否具有降解木质素的能力。
当鉴定确认之后,再通过其产酶分析它的同源物种,做进一步确定,以达到对细菌的进一步认识。
4. 研究创新点
采用荧光标记法鉴定细菌是否具有降解木质素的能力。
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