分解纤维素的微生物的分离
(一)纤维素与纤维素酶
(1)棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物,木材、作物秸秆等也富含纤维素。
(2)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前两种酶使纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。纤维素最终被水解成葡萄糖,为微生物的生长提供营养。
(二)纤维素分解菌的筛选
(1)筛选方法
刚果红染色法。能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。
(2)刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理
刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红-纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这样,我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
(三)分离分解纤维素的微生物的实验流程
土壤取样→选择培养(此步是否需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定)→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落
(1)土壤采集
选择富含纤维素的环境。
(2)刚果红染色法分离纤维素分解菌的步骤
倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板
(3)刚果红染色法种类
一种是先培养微生 物,再加入刚果红进行颜色反应,另一种是在倒平板时就加入刚果红。
(四)分离分解纤维素的微生物的实验案例
土壤中纤维素分解菌的分离实验的具体操作步骤如下。
1.土样采集
土样采集的方法与本专题课题2类似。土样的采集要选择富含纤维素的环境,这是因为在纤维素含量丰富的环境,通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。如果找不到合适的环境,可以将滤纸埋在土壤中,过一个月左右也会有能分解纤维素的微生物生长。
2.选择培养
选择培养需要的仪器有:250mL锥形瓶、无菌称量瓶、药匙、1mL和10mL的移液管、天平、摇床、温度计等。
培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。在250mL锥形瓶中装入30mL培养基,用8层纱布做成瓶塞,将瓶口塞紧,再在瓶塞外包裹两层包装纸(或报纸),用线绳扎紧,在121℃下高压蒸汽灭菌20m in。
选择培养的操作:称取土样20g,在无菌条件下加入装有30mL培养基的摇瓶中。将摇瓶置于摇床上,在30℃下振荡培养1~2d,至培养基变混浊。此时可以吸取0.1mL培养液进行梯度稀释和涂布平板,也可以按课本中所述,重复选择培养的步骤一次,然后再进行梯度稀释和涂布平板。
3.刚果红染色法分离
纤维素分解菌这一步所需要的仪器有:无菌培养皿、涂布器、1mL移液管,装有9mL无菌水的20mL大试管,温箱等。
培养基的制备参照课本旁栏中的比例 配制。在500mL三角瓶中装入200mL培养基,在121℃下高压蒸汽灭菌20min。
倒平板操作:将灭菌后的固体培养基熔化,按无菌操作的要求,在无菌的培养皿中倒入15~20mL培养基,凝固后待用。
制备菌悬液:按照本专题课题1的稀释操作方法,将选择培养后的培养基进行等比稀释,稀释最大倍数至106。
涂布平板:将稀释度为10
4~10
6的菌悬液各取0.1mL,滴加在平板培养基上,用涂布器将菌液涂布均匀,在30℃倒置培养,至菌落长出。每个稀释度下需涂布3个平板,并注意设置对照
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