一株降解纤维素的皮特不动杆菌的分离鉴定、纤维素降解条件优化及转录组分析

来源 :广西科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:z58119366
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白蚁以木质纤维素为食物,其肠道内的微生物菌群具有丰富的纤维素酶系,此次试验研究从广西柳州本地的台湾乳白蚁Coptotermes formosanus体内筛选一株纤维素降解菌,通过形态观察、生理生化试验以及分子生物学对其进行鉴定,并采用滤纸降解试验及DNS法测定该菌株的纤维素酶活力。研究结果表明,经筛选,获得一株可在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基上生长的菌株,并鉴定为皮特不动杆菌(Acinetobacter pittii),命名为BW;菌株纤维素酶活最高达93.73±0.22 U/mL。建立了Acinetobacter pittii的生长Plackett-Burman Design设计试验矩阵,以筛选确定以OD600为响应值的T/℃、pH、Mn2+/mM、PEG8000/%、K2HPO4/%、(NH42SO4(g/dL)、Zn2+/mM和peptone/%等对菌体生长的重要变量,并估计其在细胞生长中的意义,利用该模型筛选了影响细胞生长的重要因素,利用Minitab18软件对PBD试验结果以及拟合各因素对不同指标的标准化效应的正态图和方差分析,确定pH、Mn2+、K2HPO4、(NH42SO4、peptone和Zn2+是显著因子,它们对响应值的影响,呈现不同的相关性及显著性。利用Acinetobacter pittii通过单因素、Plackett-Burman Design和Central Composite Design设计试验对降解CMC-Na条件进行优化,由Plackett-Burman Design试验设计确定pH、T/℃和Mn2+/mM三个因子对降解CMC-Na生成还原糖的能力有显著的影响,对还原糖浓度的影响显著性顺序依次为pH>Mn2+>T/℃,再由Central Composite Design试验设计拟合以上三个因子得回归方程的响应值为还原糖浓度(μg/mL)=1408+607pH-253T+41.6Mn2+-45.5pH*pH+4.92T*T+0.138 Mn2+*Mn2+-1.5 pH*T+0.09 pH*Mn2+-0.07 T*Mn2+,通过Minitab 18软件进行预测,并进行试验验证,优化预测值与验证所得试验值拟合度较高与R-sq(预测)相差很小,该模型的准确性,可信度较高,优化后还原糖浓度为的最初发酵培养基的4.28倍。通过转录组分析,对Mn2+处理Acinetobacter pittii和空白对照的差异基因分析,以及结合STRING蛋白质互作数据库和KEGG基因数据库的在线预测,认为Mn2+可能对Acinetobacter pittii的纤维素酶的释放起到促进的作用,增加其纤维素酶的酶量,提高单位发酵体积的酶活。
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