产β-甘露聚糖酶内生菌的筛选及酶学特性研究

【作者】 张建新；

【机构】 河南师范大学水产学院；

【摘要】 β-1,4-甘露聚糖酶（β-1,4-D-mannanmann-ohydrolase）是一类能水解含β-1,4-D-甘露糖糖苷键的内切水解酶,属于半纤维素酶类。自1898年VogI从黑麦草种子内分离出第一株内生真菌以来,植物内生菌作为一种新的微生物资源受到了广泛的关注。本研究采用富集培养的方法从富含甘露聚糖的植物组织中分离出46株内生菌菌株,利用刚果红染色法进行初筛,选出7株产β-甘露聚糖酶的内生细菌。采用摇瓶培养和测定酶活方法,复筛出2株产酶能力较高的菌株CH-3和HD-1,其酶活分别为42 U/mL和54 U/mL。克隆并测定菌株CH-3和HD-1的16S rDNA序列,并结合其形态观察及生理生化试验,发现CH-3的16S rDNA序列与类芽孢杆菌属细菌（Paenibacillus polymyxastrain YRL13 EU373421）相似度为97%,初步鉴定CH-3为类芽孢杆菌属细菌（Genbank登录号:HQ329105）;HD-1的16SrDNA序列与芽孢杆属细菌（Bacillus subtilis EU257435）相似度高达99%,初步鉴定为芽孢杆属细菌（Genbank登录号:HQ329104）。对CH-3和HD-1酶学性质的研究发现,菌株CH-3产的β-甘露聚糖酶最适作用温度和pH分别为40℃和5.0-8.0之间;该酶在50℃保温2 h酶活保留63%,pH 5.0-10.0条件下保温1 h酶活仍保留66%以上;Fe²⁺、Ca²⁺、Co²⁺、对该酶有激活作用,其中Co²⁺的激活作用最为显著,使酶活提高了23%;Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和EDTA对该酶有抑制作用。菌株HD-1产的β-甘露聚糖酶最适作用温度和pH分别为30℃-50℃和7.0;该酶在50℃保温2 h酶活保留68%,pH 5.0-9.0条件下保温1 h酶活仍保留64%以上,Zn²⁺、Ca²⁺、Co²⁺、Ba²⁺、K⁺对该酶有激活作用,其中Ca²⁺的激活作用最为显著,使酶活提高了31%;Mn²⁺和EDTA对该酶有抑制作用。本研究从植物内生菌资源中选育具有应用价值的产酶微生物,为内生菌资源的研究和利用提供了新的思路。更多还原