筛选并研究耐离子液体纤维素降解菌开题报告

 2022-03-22 20:35:22

1. 研究目的与意义

资源和环境问题是人类在21世纪面临的最主要的挑战,纤维素是自然界中存在的最广泛的一类碳水化合物,是地球上最为丰富、最廉价的可再生资源,绝大多数由绿色植物通过光合作用合成,全球每年光合作用产生的植物生物量高达1.141012 t,其中纤维素总量约为50%,但是这类资源并没有被充分合理地利用,不仅造成了资源的浪费,也污染了人类赖以生存的环境。

每年全球形成大约1000~2000亿t植物的有机物质,其中纤维素物质占到一半.每年我国约有7亿t农作物残渣(稻草、秸秆等),以及数百万t的纤维素工业废弃物.它们污染环境,又没有得到充分的利用。所以科学利用和合理开发这一天然资源成为各国关注的重点领域.目前对于如何利用秸秆还未达到令人满意的水平,是因为缺乏高活性菌株完全降解农作物秸秆这类天然纤维素.

目前的一个研究热点是如何将纤维素资源有效的开发利用,将纤维素分解并将其转化成动物易利用或吸收的食物、化工原料或饲料,是合理应用纤维素重要途径。酸解、酶解和微生物降解是目前降解纤维素的主要方法,不管是微生物降解还是酶解都需要高效纤维素降解菌株。微生物降解与转化纤维素是土壤微生物能量代谢的主要来源,也是转化自然界中碳素的主要环节。分解纤维素需要产生于微生物的胞外酶完成。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容

技术要求:学会菌种筛选、培养、酶活测定、培养基及培养条件优化等

设计条件:纤维素是世界上分布较多的一种可再生资源,目前主要是作为燃料、饲料、造纸等。近些年,对于农业废弃物的开发利用收到高度重视,纤维素也成为可再生利用的资源之一。但,纤维素降解是对其充分利用的瓶颈。纤维素降解方法有化学法和生物酶解法。相对而言,酶法更加温和,同时酶解液可以直接用于发酵产生其它可用性物质,比如能源物质。但酶容易失活或活性降低,离子液体可协助保持酶活,同时离子液体可溶解纤维素,有助于纤维素的降解。本研究的内容就是筛选出几株可降解纤维素并且能够耐离子液体的菌,并对此菌进行研究。

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3. 研究的方法与步骤

研究方法:

我们选择晴天采样,在采样地点先用铁锹铲去土壤表层的杂草、碎石等杂物,然后在10cm10cm范围内挖取土表以下5cm左右的土壤,把土样倒入塑封袋中,贴上标签编号,并注明采样时间和地点.

配制筛选分离培养基和摇瓶发酵培养基,.配制dns试剂,标准葡萄糖溶液,乙酸-乙酸钠缓冲溶液。每种土样称取5g,置于无菌三角瓶中,加入无菌水100ml,置于摇床中(200r/min)摇匀,用涂布棒蘸取适量土壤悬液在初筛纤维素琼脂平板上涂布均匀,在30℃培养箱中恒温培养3-5天,观察到平板培养基上长出形态各异的菌体,结合菌落边缘和表面的质地、颜色、纹理等特点进行初步的鉴定。

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4. 参考文献

[1] 王蒙, 崔丽虹, 李积华, 黄茂芳, 吴浩.离子液体[Emim]Ac对甘蔗渣纤维素溶解性能的研究[j].化工新型材料,2014,42(6):122-124,128

[2]李昌志, 王爱琴, 张涛.离子液体介质中纤维素资源转化研究进展[j].化工学报,2013,64(1):182-197

[3]王思霖,王少君,李坤兰. 离子液体与纤维素酶在纤维素降解中的应用[j].高分子通报,2014,(1):25-31

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5. 计划与进度安排

1、2022年12月22日2022年3月1日 查阅文献,根据任务书书写开题报告,制定实验方案,翻译外文文献;

2、2022年3月2日2022年3月16日 准备筛菌的培养基等,取土样,富集培养;

3、2022年3月17日2022年3月31日 筛可降解纤维素的菌;

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