产纤维素酶兼性厌氧芽孢杆菌的分离筛选及在动物生产上的初步应用

论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得四川农业大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：御年‘月翔日关于论文使用授权的声明本人完全了解四川农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向园家有关部门或机构送交论文的复印件和电子舨，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意四川农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。研究生签名导师签名黼黼细7年苫月可日刀D7年6月。翟日呼．职留天产纤维素酶兼性厌氧芽孢杆菌的分离筛选及在动物生产上的初步应用1文献综述纤维素是由葡萄糖以且一l，4一糖苷键连接而成的线状大分子物质，是植物组织的基本成分，约占植物总量的一半，更是植物残体的主要成分(占植物残体80％以上)。有资料表明，全世界每年植物体生成量高达1500亿吨干物质，其中纤维素及半纤维素总量为850亿吨。因此纤维素是地球上数量最大、最廉价的可再生性能源物质。由于纤维素具有水不溶性的高结晶构造，外围又被木质素层包围，要把它水解成可利用的葡萄糖相当困难，人和动物却无法直接消化，目前除棉、麻、纸张和木材外，大多数纤维素仅作为废物丢弃。以作物秸杆为例，我国年产秸秆量5亿吨，高于全国粮食总产量，作物秸杆过去被用作燃料，近年来随着人民生活水平的提高，秸杆已不再作为燃料，大量的无法处理的秸杆被焚烧。按照每吨秸杆100元计算，每年仅秸杆损失就达500亿元，造成大量的资源浪费，而且焚烧的秸杆还污染了环境，破坏了土壤的理化性质和丧失了有机质成分。又如常见的畜禽饲料如谷物、豆类、麦类及牧草也都含有大量纤维素，并且常与半纤维素、果胶等物质结合在一起。但是除反刍动物可以利用一部分纤维素外，单胃动物如猪、鸡等则不能利用纤维素。随着世界人口骤长，为解决日益加剧的食品和能源危机，纤维素资源的利用引起了世界各国的极大关注和高度重视．当前，新能源、新食品资源的开发是世界各国都在着重研究的重大课题“卅．尤其在我国畜牧业饲料资源紧张，人多地少，人畜争粮的矛盾相当突出，要保持畜牧业的持续发展，必须解决好饲料问题。如何成功开发纤维素这一自然界丰富而未得到充分利用的资源作为饲料原料，就显得十分迫切和重要。纤维素的降解方法包括“刊：酸水解、氧化降解、酶水解、微生物水解、光化学降解和热降解。酸和酶水解可用于生产糖浆供食品工业作甜味剂，并通过发酵转变为醇、燃料和其它化学产品：微生物水解可用于生产供动物作饲料的单细胞蛋白，纤维素被微生物降解释放出酶，再引起纤维素的酶降解。酸水解的方法虽然能降解纤维素，但过程复杂，设备条件要求严格，而且需要高温高压、成本昂贵，污染环境，因而并不实用；纤维素的大多数氧化反应是不规则的，即无选择性的，因而过程及产物都不易控制，氧化降解的方法也受到限制；光化学降解和热降解都受到条件严格、产物不稳定等因素的限制，在实际生产中并不实用。随着能源紧张、环境污染和人口剧增等世界性问题日趋严重，对绿色生态的呼声就越来越高，因此通过可再生纤维素资源的生物转化生产葡萄糖和乙醇成为一个十分产纤维素酶兼性厌氧芽孢杆菌的分离筛选及在动物生产上的初步应用重要的热门课题。而这一应用的首要前提就是要分离到能够有效产生纤维素酶的微生物菌种，即纤维素的微生物降解成为研究的重点和热点。纤维素酶广泛的存在于微生物、植物中。一些真菌和细菌体内具有复杂的纤维素水解酶系统，可以有效地水解纤维素，近年来，通过科研工作者的努力，利用微生物发酵法生产的纤维素酶降解纤维素，达到资源有效利用的技术研究和成果转化已初见成效“”。对纤维素分解菌的研究早至60年代，目前研究的较多的是霉菌，其中木霉、曲霉、根霉和青霉具有较强的酶活力，尤以绿色木酶、里氏木酶、康氏木霉为典型，是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。细菌因其酶活较小，研究比较少。但霉菌多好气性微生物，要生长必须要有充足的氧气，而饲料发酵、污物的纤维素类分解等都是在少氧或缺氧环境中进行，故其应用受到一定限制，使得产纤维素酶活高的兼性厌氧细菌更具有应用上的现实意义。其中芽孢杆菌因其独特的耐酸碱、耐高温等特性成为纤维素分解菌的一个新的研究方向。近年来，我国纤维素酶的应用研究十分活跃，已筛选到一批高产菌株。随着分子生物学、遗传工程的迅猛发展，国内外均在尝试应用基因工程技术来改造和构建高效纤维素降解菌，而且对特殊环境中的纤维素酶产生菌也发生了浓厚的兴趣。这些菌具有独特的酶学性质，扩大了纤维素酶的应用范围．纤维素的生物转化与利用对当前世界能源危