摘 要： 秸稈因結構致密降解較難的問題長期影響其高效利用，本文對有效降解纖維素的微生物菌組進行研究。從黑龍江省、內(nèi)蒙古自治區(qū)等地的秸稈發(fā)酵堆、沼渣、青貯飼料、牛糞、樹木腐殖質等存在降解纖維素菌株的生境中采集樣本146 份；采用剛果紅染色和濾紙搖瓶篩選等方法分離出纖維素降解菌20 株，再通過多菌拮抗試驗與多菌同促酶活檢測結合的雙向選擇法，篩選出6 株菌株構建同促酶活最高的共生菌組，經(jīng)16S rDNA 分子生物學初步鑒定，該菌組由6 株芽孢桿菌組成。經(jīng)發(fā)酵驗證，接種構建菌組于纖維素降解培養(yǎng)基發(fā)酵后，各組分降解率都有明顯提高。以降解率作為評價指標，采用單因素試驗及響應面分析對發(fā)酵降解條件進行優(yōu)化，在接種量為5%條件下得到最優(yōu)發(fā)酵條件為：溫度37 ℃、pH 6.5、發(fā)酵時間8 d，此時秸稈粉失重率達52.85±0.25%。各纖維成分及掃描電鏡結果變化均表明構建的菌組對木質纖維素具有較強的降解能力。

關鍵詞： 菌株篩選；菌株鑒定；纖維素降解；發(fā)酵優(yōu)化

中圖法分類號： S182 文獻標識碼： A 文章編號： 1000-2324（2024）04-0475-12

我國植物資源豐富、種類繁多、種植地域廣泛是名副其實的農(nóng)業(yè)大國。近年，農(nóng)作物產(chǎn)量不斷提高，秸稈、甘蔗渣等木質纖維素資源量也隨之增加，纖維素資源在食品方向的利用日漸普及，每年秸稈生產(chǎn)量可達6 億多t［1］。自然界中眾多木質纖維素各組分緊密結合，存在降解時間久、降解不完全等多種問題［2］。纖維素是一種可再生資源，在食品行業(yè)、飼料添加、醫(yī)藥生產(chǎn)、紡織工業(yè)、生物燃料等方面都有廣泛的應用前景，如何高效降解及再利用逐漸成為近年來的研究熱點［3］。

目前，國內(nèi)外對木質纖維素資源的處理有物理法、化學法、生物法［4］等多種方式。物理法存在成本高、耗能高、利用率低等問題，化學法存在污染環(huán)境、工藝復雜、處理時間長等弊端［5］。生物降解法以成本低廉、節(jié)約能源、操作簡單和環(huán)境友好等優(yōu)點，得到國內(nèi)外廣泛研究［6］。

研究發(fā)現(xiàn)復合菌組對木質纖維素有較好的降解效果，并且均高于單一菌株的生物降解效率［7］。研究表明復合菌組能夠產(chǎn)生多種纖維素酶，把纖維素轉化為小分子物質，從而達到快速降解纖維素并利用的目的。MEI 等［8］構建的高效降解水稻秸稈復合菌組，其降解效果與產(chǎn)酶能力較單菌株均有明顯提高。JIANG 等［9］從秸稈還田的土壤中篩選有降解能力的微生物，菌組復配結果顯示，復合菌組的降解能力和纖維素酶活均較單菌高，且降解能力伴隨菌株的豐富而提高。因此，研究復合菌組微生物降解法對提高纖維素降解效率尤為重要。

本研究從富含纖維素降解菌的環(huán)境中篩選出降解能力較強的菌種（木質素酶產(chǎn)生菌的篩選另文敘述），并通過拮抗試驗和酶活測定來構建菌組，研究其發(fā)酵過程中各組分變化及降解效果，以期為纖維素資源在食品、飼料、農(nóng)業(yè)環(huán)保等領域的高效利用提供參考依據(jù)［10］。