两株淀粉酶产生菌的分类鉴定、酶学性质分析及一株果胶酶产生菌的分类鉴定

论文摘要

本论文工作是从嗜碱微生物的应用出发,来探索有工业应用前景的嗜碱菌。通过细胞形态和习性、生理生化实验、核酸水平（16S rDNA,G+C mol%含量）以及细胞壁脂肪酸组分含量分析对新分离到的三株细菌进行鉴定,并对其所产碱性淀粉酶和碱性果胶酶每学性质进行分析。（1）生理生化实验结果表明,XJU-3和XJU-4其革兰氏染色阳性、具芽孢、降解淀粉、接触酶氧化酶等特性均与B. flexus相似,差别存在与尿素水解、木糖、乳糖的利用和pH耐受性这三方面。16S rDNA序列分析表明,两个菌株与Bacillus flexus的16S rDNA序列均具有99%的相似性。由此,初步推测两个分离菌隶属于Bacillus flexus。XJU-3和XJU-4菌株的（G+C）mol%含量分别是39.13%和38.35%,与16S rDNA序列比对最近源种Bacillus flexus的（G+C） mol%含量一致。脂肪酸含量分析表明XJU-3和XJU-4与B .flexus种内的菌株差异较大。这也许是由于该菌株长期对特殊环境的适应,已稳定进化为B .flexus中的新菌株。基于以上结果,我们将新分离到的两株细菌鉴定为Bacillus flexus XJU-3（EF157300,CCTCC AB 207167）和Bacillus flexus XJU-4（EF157301,CCTCC AB 207168）。（2）通过兰值法,初步测定了由新分离菌株XJU-3和XJU-8所产生的碱性淀粉酶的酶活。结果表明,由B.flexus XJU-3和B.flexus XJU-4产生的碱性淀粉酶均具有良好的pH耐受性和稳定性（前者pH7.5-11,最适pH10;后者pH8-13,最适pH11;温浴1 h后,残余酶活高于80%）。B.flexus XJU-3和B.flexus XJU-4产生的碱性淀粉酶在中温均具有良好的耐受性和稳定性（前者T=30-60℃,最适温度为40℃;后者T=30-55℃,最适温度为50℃）。多数金属离子可促进XJU-4碱性淀粉酶的酶活。（3）从新疆石河子市一处工业污水（pH11.0）中分离到一株碱性果胶酶产生菌,编号XJU-8。应用生理生化试验,脂肪酸含量,16S rDNA序列以及G+C mol%含量等方法对菌株进行鉴定。XJU-8可在pH5.0～13.0的LB培养基上生长,最适生长温度37℃。16S rDNA序列构建的系统进化树表明XJU-8与Bacillus claussi类聚在一起,且序列同源性为99%。XJU-8与B.claussi GMBAE 42在氧化酶,柠檬酸盐利用和水解Tween40、Tween80上有差异,且XJU-8有宽范围pH耐受性,被认为是B.claussi的一个新菌株。XJU-8的（G+C）mol%含量是42.13%,与16SrDNA序列比对最近源种Bacillus clausii的（G+C） mol%含量一致。基于以上结果,我们将新分离到的细菌鉴定为Bacillus clausii XJU-8（EF643510,CCTCC AB 207169）。（4）通过DNS法,初步测定了新分离细菌XJU-8所产碱性果胶酶的酶学性质,菌株XJU-8分泌的碱性果胶酶最适pH是10,最适温度是50℃。50℃,pH9-12温育60分钟保持原来酶活80%以上, Ca2+能够提高酶活,Zn2+、Fe3+、Co2+、Cu2+、Hg2+会抑制酶活。实验结果表明,由B.claussi XJU-8产生的碱性果胶酶在碱性条件下有较高活性和稳定性,工业应用潜能巨大。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 耐碱和嗜碱微生物
• 1.1 耐碱和嗜碱微生物分类及特性
• 1.2 嗜碱菌耐碱机理
• 1.3 嗜碱菌和嗜碱菌酶的开发和应用
• 1.4 耐碱和嗜碱菌的研究开发前景
• 2 淀粉酶的简介
• 2.1 淀粉酶的分类及性质
• 2.2 碱性淀粉酶的研究进展
• 2.3 碱性淀粉酶的应用
• 3 碱性果胶酶简介
• 3.1 果胶酶的分类及性质
• 3.2 碱性果胶酶研究进展
• 3.3 碱性果胶酶的应用
• 4 本研究的目的意义
• 5 实验设计
• 5.1 菌种的分类学鉴定
• 5.2 菌株XJU-3 和XJU-4 的细胞生长与产酶条件、粗酶的部分性质测定
• 5.3 菌株XJU-8 的粗酶的部分性质测定
• 第二章 两株碱性淀粉酶生产菌株的分类鉴定
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 细菌形态观察
• 2.2 生理生化实验结果
• 2.3 16S rDNA 基因序列比对
• 2.4 （G+C）mol%含量测定
• 2.5 细胞脂肪酸含量分析
• 3 小结
• 4 讨论
• 第三章 Bacillus flexus XJU-3 和Bacillus flexus XJU-4 的产碱性淀粉酶的发酵条件、粗酶部分性质测定
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 碱性淀粉酶产生菌株的分离
• 2.2 培养时间对菌体生长及产酶的影响
• 2.3 发酵初始pH 对产酶的影响
• 2.4 碳源对菌株产碱性淀粉酶的影响
• 2.5 氮源对菌株产碱性淀粉酶的影响
• 2.6 粗酶液的部分性质
• 3 小结
• 4 讨论
• 第四章 碱性果胶酶生产菌株XJU-8 的分类鉴定
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 实验方法
• 2 实验结果
• 2.1 细菌形态观察
• 2.2 生理生化实验结果
• 2.3 16S rDNA 基因序列比对
• 2.4 G+C mol%含量测定
• 3 小结
• 第五章 碱性果胶酶粗酶酶活的测定
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 碱性果胶酶产生菌株的分离
• 2.2 pH 对果胶酶粗酶酶活和稳定性的影响
• 2.3 温度对果胶酶酶活和稳定性的影响
• 2.4 不同金属离子对酶活性的影响
• 3 小结
• 4 结论
• 结论与展望
• 1 结论
• 2 研究工作展望
• 参考文献
• 缩写表
• 致谢
• 在读期间发表论文情况
• 在读期间参与课题情况