分解纖維素的微生物的分離
(一)纖維素與纖維素酶
(1)棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產物,木材、作物秸稈等也富含纖維素。
(2)纖維素酶是一種複合酶,一般認為它至少包括三種組分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖,第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素最終被水解成葡萄糖,為微生物的生長提供營養。
(二)纖維素分解菌的篩選
(1)篩選方法
剛果紅染色法。能夠通過顏色反應直接對微生物進行篩選。
(2)剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理
剛果紅是一種染料,它可以與像纖維素這樣的多糖物質形成紅色複合物,但並不和水解後的纖維二糖和葡萄糖發生這種反應。當我們在含有纖維素的培養基中加入剛果紅時,剛果紅能與培養基中的纖維素形成紅色複合物。當纖維素被纖維素酶分解後,剛果紅-纖維素的複合物就無法形成,培養基中會出現以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣,我們就可以通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。
(三)分離分解纖維素的微生物的實驗流程
土壤取樣→選擇培養(此步是否需要,應根據樣品中目的菌株數量的多少來確定)→梯度稀釋→將樣品塗布到鑒別纖維素分解菌的培養基上→挑選產生透明圈的菌落
(1)土壤采集
選擇富含纖維素的環境。
(2)剛果紅染色法分離纖維素分解菌的步驟
倒平板操作、製備菌懸液、塗布平板
(3)剛果紅染色法種類
一種是先培養微生 物,再加入剛果紅進行顏色反應,另一種是在倒平板時就加入剛果紅。
(四)分離分解纖維素的微生物的實驗案例
土壤中纖維素分解菌的分離實驗的具體操作步驟如下。
1.土樣采集
土樣采集的方法與本專題課題2類似。土樣的采集要選擇富含纖維素的環境,這是因為在纖維素含量豐富的環境,通常會聚集較多的分解纖維素的微生物。如果找不到合適的環境,可以將濾紙埋在土壤中,過一個月左右也會有能分解纖維素的微生物生長。
2.選擇培養
選擇培養需要的儀器有:250mL錐形瓶、無菌稱量瓶、藥匙、1mL和10mL的移液管、天平、搖床、溫度計等。
培養基的製備參照課本旁欄中的比例配製。在250mL錐形瓶中裝入30mL培養基,用8層紗布做成瓶塞,將瓶口塞緊,再在瓶塞外包裹兩層包裝紙(或報紙),用線繩紮緊,在121℃下高壓蒸汽滅菌20m in。
選擇培養的操作:稱取土樣20g,在無菌條件下加入裝有30mL培養基的搖瓶中。將搖瓶置於搖床上,在30℃下振蕩培養1~2d,至培養基變混濁。此時可以吸取0.1mL培養液進行梯度稀釋和塗布平板,也可以按課本中所述,重複選擇培養的步驟一次,然後再進行梯度稀釋和塗布平板。
3.剛果紅染色法分離
纖維素分解菌這一步所需要的儀器有:無菌培養皿、塗布器、1mL移液管,裝有9mL無菌水的20mL大試管,溫箱等。
培養基的製備參照課本旁欄中的比例 配製。在500mL三角瓶中裝入200mL培養基,在121℃下高壓蒸汽滅菌20min。
倒平板操作:將滅菌後的固體培養基熔化,按無菌操作的要求,在無菌的培養皿中倒入15~20mL培養基,凝固後待用。
製備菌懸液:按照本專題課題1的稀釋操作方法,將選擇培養後的培養基進行等比稀釋,稀釋最大倍數至106。
塗布平板:將稀釋度為10
4~10
6的菌懸液各取0.1mL,滴加在平板培養基上,用塗布器將菌液塗布均勻,在30℃倒置培養,至菌落長出。每個稀釋度下需塗布3個平板,並注意設置對照
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