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木质素作为农作物秸秆的主要组成部分,很难被降解,严重影响了牲畜对农作物秸秆的有效利用。本文旨在筛选一株分解木质素的木质素降解菌,并且对该菌株的木质素降解性能和木质素降解酶活性进行初步研究。具体如下: 1.菌株来源的样品菌群分析 本试验通过PCR-DGGE技术对菌株来源的样品菌群进行了分析。得出各样品中的菌群组成比较分散,共有菌群很少,只发现一株共有优势菌,经鉴定为枯草芽孢杆菌。 2.木质素降解菌的筛选及鉴定 本试验采用愈创木酚平板法和RB亮蓝平板法从样品白蚁肠道中成功筛选出一株产漆酶木质素降解菌,通过菌株形态学观察和16SrDNA序列分析,鉴定出该木质素降解菌为枯草芽孢杆菌。通过LB液体培养对Bacillus subtilis的生物学性质进行研究,得出该菌株的生长曲线;最适生长温度为37℃;在pH6.0-pH9.0范围内,菌株的生长没有较大的差异;具有一定的耐盐性和耐铜性。以ABTS(2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐)为底物对菌株漆酶活性进行测定,得出漆酶的最适酶活温度为60℃,在40℃-70℃范围内均具有较高的酶活;最适酶活pH为pH3.5-pH4.0;0.2mmol/L Cu2+对漆酶合成和活性有较好的诱导作用。通过LB液体发酵对菌株木质素降解性能进行研究,得出培养24 h菌液的木质素降解率可达到17.1%。但菌株对油菜秸秆的固体发酵,效果不理想。 3. CotA基因的克隆与异源表达 将枯草芽孢杆菌漆酶基因进行克隆,通过NCBI基因序列比对,得出该漆酶基因为枯草芽孢杆菌的芽孢漆酶CotA基因,该基因片段大小为1542bp。通过对CotA基因氨基酸序列和蛋白质分析,得出该基因编码513个氨基酸,含有起始密码子和终止密码子;CotA蛋白大小为58.4kDa,为亲水性蛋白,不含有信号肽,具有三个Cuprdoxins(铜氧还原素)结构区,属于多铜氧化酶超家族。将CotA基因克隆到表达载体pET-32a(+)上获得重组质粒pET-32a(+)-CotA并转化到BL21中进行表达,通过SDS-PAGE得出该重组蛋白大小为78.4kDa。通过酶活测定将表达条件进行优化,在IPTG浓度为1mmol/L,Cu2+浓度为0.3mmol/L,诱导时间为9h的条件下,漆酶蛋白活性可达到113.10U/L。