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： 木质素与黄孢原毛平革菌促进堆肥腐殖化进程及其微生物代谢机制
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 木质素与黄孢原毛平革菌促进堆肥腐殖化进程及其微生物代谢机制/.李兰著/.徐智指导 |
| 出版发行项： | 2023.6.26 |
| 载体形态项： | 71页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 资源与环境学院, 学号2020210245 |
| 提要文摘： | 为探究木质素高效降解进而促进农业废弃物的高效资源化利用，本研究以玉米秸秆和菜籽饼为原料，探讨了在堆肥不同时期外源添加纯木质素与降温期添加纯木质素并接种黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）的对堆肥腐殖化进程的影响。通过测定木质素含量、关键酶活性、前体物质和腐殖质组分含量探究添加纯木质素对腐殖酸形成的影响以及黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）对腐殖化进程的生物强化；通过红外、紫外和三位荧光探究木质素和黄孢原毛平革菌对胡敏酸光学结构和特征组分的影响；通过真菌群落的ITS分析以及代谢组学技术分析探究腐殖化进程中真菌群落的演替及微生物的差异代谢物特征；通过相关性分析、冗余分析进一步探索黄孢原毛平革菌和三种酶在堆肥中的活性变化和物种组成的驱动机制。主要研究结果如下： （1）在堆肥第0天添加木质素后，木质素在高温期降解速率高于CK处理；T1处理在堆肥0~12天木质素降解率为30.54%，T2处理24~36天木质素降解率为33.33%，降温期添加木质素后木质素降解速率进一步提高，与T2处理相比，T3处理木质素含量下降50%，降温期添加木质素并接菌显著促进木质素降解（P＜0.05）； （2）在第0天添加木质素（T1）后，前体物质含量（氨基酸、还原糖、多酚）在整个堆肥过程中远高于CK处理，含量的最高值比CK高30.8%、18.3%、41.2%；降温期添加木质素，前体物质含量（氨基酸、还原糖、多酚）较CK迅速升高再降低，T1处理对前体物质含量变化影响更显著；降温期外源添加木质素并外源接种P. chrysosporium氨基酸、还原糖、多酚较T2处理上升11.6%、14.7%、12.4%； （3）在整个堆肥过程中腐殖质与胡敏酸整体呈上升趋势，富里酸呈下降趋势。T1、T2处理均能促进腐殖质和胡敏酸的形成， T2处理最终腐殖质含量较T1提高4.3%，与CK相比，T1处理腐殖质含量和胡敏酸含量分别增加12.2%、19.6%；T2处理较CK腐殖质、胡敏酸含量增加16.9%、33.0%；降温期加木质素比第0天加木质素提高4.3%、11.3%。降温期外源添加木质素并外源接种P. chrysosporium进一步强化腐殖质与胡敏酸的形成，与降温期添加木质素相比，降温期加木质素并接菌腐殖质和胡敏酸提高6.3%、8%，较CK提高24.3%、43.6%。 （4）添加木质素会显著提高木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶的活性：T1处理三个酶活性在整个堆肥过程中均显著高于CK处理，降温期添加木质素（T2）后漆酶、木质素过氧化物酶活性没有第0天添加木质素（T1）活性高，至堆肥结束时，CK、T1、T2、T3四个处理木质素过氧化物酶趋势为T3＞T1＞T2＞CK，T1、T2、T3处理酶活性较CK提高82.9%、75.5%、92.5%，T3较T2处理提高9.6%；锰过氧化物酶活性T1、T2、T3处理较CK提高110.6%、121.8%、161.1%，T2处理较T1提高6.3%，T3较T2增加17.8%。T1处理0-6天锰过氧化物酶活性上升510.78 U.L-1，T2处理24-30天增加220.33 U.L-1；漆酶活性分别为T3＞T1＞T2＞CK。降温期添加木质素并接黄孢原毛平革菌进一步提高木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶的活性。相关性分析及冗余分析表明，木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶与漆酶是影响木质素降解及腐殖质、前体物质形成的关键因子。 （5）在堆肥36天280nm处有一肩峰，CK、T1、T2、T3腐殖化程度为T1＞T3＞CK＞T2。与CK和T2处理相比，堆肥第0天添加木质素官能从羧酸与酰胺类向芳环类转化，降温期添加木质素并接菌官能团主要为芳环类、醌类、酮类和酚类物质；在堆肥进程中能明显看到富里酸向腐殖酸转化的一个趋势，T2、T3Ⅲ区向Ⅴ区转化更强，CK最弱，堆肥后期降温期添加木质素和降温期添加木质素并接菌腐殖质类物质荧光峰增强。 （6）添加木质素和黄孢原毛平革菌改变了腐殖化进程中的堆肥微生物多样性指数及腐殖化进程中真菌的种群结构，改变了真菌的菌群分布：在堆肥腐殖化阶段，真菌群落多样性逐渐降低，丰富度逐渐升高；在门水平上，子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）占90%以上；堆肥后期漆斑菌属（Myrothecium）、鬼伞属（Coprinopsis）成为优势菌属；且为拮抗竞争关系；堆肥前期主要以病理型和共生型真菌为主，堆肥后期以腐生真菌为主，添加木质素会降低腐生真菌丰度而提高未赋值真菌丰度，外源接P. chrysosporium会提高腐生真菌丰度。相关性分析表明子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）是促进木质纤维素降解的主要因素。 （7）在堆肥过程中，差异代谢物主要包含碳水化合物、羧酸、酚酸类物质、胺类化合物、脂质类和酯类物质，碳水化合物与酸类物质随堆肥周期变化呈现先上升后下降的趋势，酚、酸类物质从高温期到堆肥18天，变化较为平缓，18~30天，这8种代谢物质迅速下降，通过氨基酸代谢途径参与腐殖质的合成；外源添加木质素会抑制糖类脂质类的降解或生成；外源接菌促进均会促进以上物质的降解转化，最终缩合形成腐殖质。 综上，堆肥过程中初始木质素含量会显著提高木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶及漆酶活性，木质素被木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶高度降解，形成多酚类前体物质，与氨基酸、还原糖结合形成胡敏酸，最终螯合成为腐殖质；在降温期添加木质素后，而漆酶与木质素呈显著正相关，木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶呈显著负相关，二者是降温期降解木质素的主力军，与其他处理相比，接种 p . chrysosporium通过促进平革菌属和漆斑菌属丰度，增加腐生菌的相对丰度进而促进木质纤维素降解，通过2-氧羧酸代谢、氨基酸的生物合成、各种其他次生代谢产物的生物合成、c5支化二元酸代谢、D氨基酸代谢、组氨酸代谢途径合成腐殖质。 |
| 并列题名： | Promotion for humification process and its microbial metabolisms mechanism by adding lignin and inoculated Phaneroderma chrysospora during the composting |
| 题名主题： | 木质素 黄孢原毛平革菌 好氧堆肥 腐殖化 真菌群落 差异代谢物 学位论文 |
| 中图分类： | S141.4-533 |
| 个人名称等同： | 李兰 著 |
| 个人名称次要： | 徐智 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |