1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
研究意义:目前,植物纤维素类物质是地球上最丰富的自然资源因为它植物是光合作用产生的。
但是,即使到了21世纪,这类资源仍没有得到充分利用,诸如焚烧秸秆这样的行为是人们的无奈之举,但是这不仅使纤维素资源被白白的浪费,还造成了严重的环境污染[1]。
这些问题的加剧,使人们不得不开始思考如何将木质纤维素类转变为人们可以利用的资源[2,3]。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:1. 研究里氏木霉rut c30在固态基质上的最适发酵条件。
2. 里氏木霉rut c30固态发酵产纤维素酶过程中的转录组研究,从而分析获得不同条件下实验菌株产纤维素酶相关的差异响应基因。
研究内容:1. 纤维素酶的酶学特性及活力研究对实验菌株产生的纤维素酶进行羧甲基纤维素酶活、滤纸酶活的测定,研究起纤维素酶酶活组成。
3. 研究的方法与方案
拟采取的研究方法与实验方案:1. 探索适宜的固态基质配方以及发酵时间的确定:第一种:每100 g固态培养基中,麦秸(颗粒大小20目)29.1 g,磷酸二氢钾0.075 g,尿素0.15 g,七水合硫酸镁0.075 g,硫酸铵0.6 g。
另取麦麸9 g煮汁,纱布过滤至70 ml,搅拌均匀,使初始含水量为70% ,每个组培瓶 (5.5 cm8.5 cm) 中称取24.93 g,其中湿基堆料高度为3 cm,堆料密度为350 kg/m3,用封口膜封口后,于121℃灭菌30 min。
将菌块接入固体培养基,28℃培养 36h,开始测酶活,每12h测一次,测至156h。
4. 研究创新点
固态发酵以其独特的优势和巨大的潜力逐渐受到广泛关注,纤维素原本是一种难以利用的资源,成为固态发酵基质的主要成分之后,利用高产纤维素酶微生物来降解最终产生人类可以利用的资源成了大势所趋。
其中,里氏木霉是一种较为常见的产纤维素酶菌,对其各突变株的固态发酵也有所研究,主要是优化其固态发酵条件,或者是获得特定代谢产物。
里氏木霉高分泌突变体rut c30是一种优势菌株,对其的转录组研究目前也较为丰富。
5. 研究计划与进展
研究计划:时间 实验内容2017.9-2017.11 预实验:确定最适固态发酵基质配方2017.11-2018.1 正式实验:研究供水和对照组在不同发酵阶段中纤维素酶的活力变化2018.1-2018.3 转录组测序2018.3-2018.5 转录组测序结果分析和数据处理,论文写作预期研究成果:1. 得到实验菌株固态基质的最适发酵条件。
2. 得到实验菌株纤维素酶的酶学特性及活性的相关数据。
3. 得到供水和对照组发酵过程中,实验菌株的相关纤维素酶学参数和转录组的差异表达基因。
