微生物菌群协同提高水稻秸秆转化机制的解析

单一微生物降解水稻秸秆效果不明显,多种微生物组合在一起的微生物菌群能够有效降解水稻秸秆,是当前降解秸秆类废物的首要选择.[目的]探究微生物菌群比单一菌株转化秸秆效率提高的种间协作机制,为改善秸秆类物质的生物降解过程提供理论参考.[方法]通过菌种组合,以水稻秸秆减重率为指标人工构建出降解效果优于单菌培养的微生物群体组合,利用分子生物学方法对实验菌株进行鉴定,结合纤维素酶活性、发酵产物GC-MS分析等指标得出水稻秸秆降解时微生物群体的种间协作机制.[结果]菌株B (Bacillus cereus)在30℃培养8d水稻秸秆降解率为50.9％,菌株B与菌株D2 (Bacillus amyloliquefaciens)、W1(Ochrobactrum intermedium)、G1降解(Bacillus licheniformis)组合构成4株菌BD2W1G1的复合菌群,在30℃培养8d水稻秸秆降解率为73.3％,比B单菌株分解能力提高22.4％.发酵产物分析结果表明,菌株B单独培养产生大量酸、酚等物质.B+D2联合培养,发酵液内酸类相对减少87.4％,酚类相对减少61.9％(十五烷酸、正十六烷酸、2,4二叔丁基酚和6-叔丁基对甲酚减少明显),水稻秸秆降解率为64.6％.当B+D2+W1联合培养,发酵液内酚类进一步减少15.7％(6-叔丁基对甲酚减少明显),水稻秸秆降解率为71.0％.当B+D2+W1+G1联合培养,酚类继续减少10.7％,水稻秸秆降解率为73.3％.[结论]十五烷酸、正十六烷酸、2,4二叔丁基酚和6-叔丁基对甲酚等酸、酚类物质会抑制菌株B分解水稻秸秆的效率,菌株D2、 Wl、G1能够减少包括4种物质在内的酸、酚类含量(酸类共减少82.9％,酚类共减少88.2％),来提高分解效率(共提升22.4％的分解效果).水稻秸秆成分复杂,具有不同功能的菌种组合成复合菌剂,减少反馈抑制形成代谢互补,能有效提高水稻秸秆生物降解效果.