藏东南地区纤维素分解真菌多样性及生物效应研究

Cellulose is natural organic matter most widely distributed in nature. it is very important for crop growth and high yield after fully decomposed and returned to the soil. The use of microbial degradation of cellulose is low cost, high efficiency and little environmental impact.Fungi are the most efficient degradation of microbial groups which produced complete cellulose composition. But at present, domestic and foreign scholars have not carried out systematic research on the cellulose-decomposing fungi in Tibet, and the diversity of microbes in the southeastern Tibet has great potential to excavate new cellulose-decomposing fungi.The project plans to collect samples from different ecological zones in the southeast of Tibet, and the cellulose-decomposing fungi were obtained by Congo red staining method. The strain was identified by morphological and molecular biology methods, and the population structure, dominant population and ecological distribution characteristics of cellulose-decomposing fungi in different ecological zones were identified.The strain with high efficiency and stable activity was screened by filter paper digestion and enzyme activity.The optimum strain was constructed by the experiment of strain compatibility, and the fermentation conditions were optimized. The biological effects of the combined strains were evaluated by straw decay ability and pot experiment.This project will lay a foundation for enriching the cellulose-decomposing fungi resources and developing new straw decomposition and microbial fertilizer in low temperature region of China.

纤维素是自然界中来源最广泛的天然有机物，充分降解后回归土壤对作物生长和高产意义重大，利用微生物降解纤维素成本低、效率高、并对环境影响小。真菌产生的纤维素酶组分齐全，是降解纤维素效率最高的微生物类群。但目前，国内外学者对西藏纤维素分解真菌尚未开展系统研究，藏东南地区微生物多样性丰富，具备挖掘新的纤维素分解真菌的巨大潜力。本项目计划从藏东南不同生态区采集标本，通过刚果红染色法初筛得到纤维素分解真菌，通过形态学和分子生物学方法对菌株进行鉴定，明确不同生态区中纤维素分解真菌的种群结构、优势种群和生态分布特征。通过滤纸消解法和酶活测定法复筛出具有高效稳定酶活的菌株。通过菌株兼容性实验构建最佳菌系组合，对组合菌系进行发酵条件优化，通过秸秆腐解能力和温室盆钵实验研究组合菌系的生物效应。本项目对藏东南地区纤维素分解真菌的研究，为丰富我国中低温地区纤维素分解真菌资源，开发新的秸秆腐熟剂和微生物菌肥奠定基础。

纤维素是自然界中来源最广泛的天然有机物，充分降解后回归土壤对作物生长和高产意义重大，利用微生物降解纤维素成本低、效率高、并对环境影响小。真菌产生的纤维素酶组分齐全，是降解效率最高的菌群。但目前，国内外学者对西藏纤维素分解真菌尚未开展系统研究，藏东南地区微生物资源丰富，具备挖掘新的纤维素分解真菌的巨大潜力。本研究从藏东南17个地区采集标本546份，共分离到纤维素分解真菌153株，平均分离几率为30.45%。通过对色季拉山不同海拔梯度内纤维素分解真菌的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Richness丰富度指数的综合分析，发现4200-4299 m海拔范围内的指数相对较高。藏东南地区纤维素分解真菌以青霉属（Penicillium），木霉属（Trichoderma）、曲霉属（Aspergillus）最常见，此外也分离到少见的肉片齿菌属（Sistotrema）、顶孢霉属（Acremonium），但优势种群为青霉属，同时本项目分离到的菌株SJL-2（Sistotrema brinkmannii）是比较特殊的低温分解菌，为进一步探索低温纤维素分解真菌提供了科学的理论依据，有利于特殊基因的挖掘。. 本研究通过系列试验，筛选出5个优势纤维素分解真菌，并将青霉属和非青霉属真菌进行两两组合，构建复合菌群，充分发挥不同属真菌的降解优势，得到最佳菌群组合LZ2007-1+LW18-2和LZ2007-1+TM10用于生物效应研究，通过酶活测定和产酶条件的优化，细化了2个复合菌群的最佳产酶条件。将复合菌群LZ2007-1+LW18-2和LZ2007-1+TM10用于秸秆降解试验，2个菌群的发酵液均可有效降解油菜秸秆，改善土壤营养，提高油菜的株高、茎宽、根长、鲜重、干重、叶片数和叶面积等，此外，复合菌群发酵液还可有效促进青稞和玉米幼苗的生长，这些复合菌群可用于进一步研发秸秆腐熟剂和微生物菌肥。. 本项目丰富了西藏纤维素分解真菌的菌种资源库，为西藏作物秸秆更好地回收利用开辟了新途径，对解决西藏作物秸秆还田和农业生产具有重要的指导意义，对加快民族地区经济发展也具有重要的现实意义。