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木质纤维是自然界最丰富的可再生资源,约占整个植物细胞干重的90%左右。一般来说,木质纤维素中含纤维素45%、半纤维素25%和木质素30%。利用纤维素酶的催化作用,可以将纤维素组分降解为还原糖形式应用于乙醇发酵等领域,并且不会对环境造成污染和产生能量消耗。就目前国内外研究现状,纤维素酶活力不高是限制木质纤维资源利用的主要因素之一,高产纤维素酶菌种的选育成为关键。利用羧甲基纤维素钠培养法、刚果红染色法、滤纸崩解法和胞外纤维素酶活性测定法,从湖北神农架保护区不同区域采集的森林腐质土壤中分离筛选得到一株纤维素酶高产菌B-5。结合菌落形态观察、显微镜观察和ITS序列同源性分析,确定该菌株为镰刀菌属(Fusarium sp),与木贼镰刀菌(Fusarium Equiseti)(?)目似度达99%。滤纸崩解实验显示该菌72h对滤纸具有明显崩解能力,失重率达37.9%。以羧甲基纤维素钠为碳源,蛋白胨为氮源,28℃,180r/min,培养4d,其初始酶活为FPA酶活(FPase)2.09IU/mL, CMC酶活(CMCase)5.20IU/mL。通过产酶条件优化,确定稻草秸秆粉为唯一碳源,250mL的三角瓶中装发酵液80mL,培养基初始pH为6.1,氮源添加量为1.0%,碳源添加量为2.5%,鼠李糖脂加量为0.1%,在温度为28℃,摇床转速为180r/min的条件下培养120h,最终B-5菌FPA酶活达到2.504IU/mL。研究得到镰刀菌B-5所产纤维素酶酶促反应的较适条件:4000r/min,10min离心条件获得粗酶液,温度控制在55℃,初始pH调至5.0,反应时间为标准的60min。在10mmol/L浓度下,不同金属离子对镰刀菌B-5所产纤维素酶酶活性的影响结果为:Co2+、Mn2+、Mg2+和Fe2+是酶促离子,Na+、K+Ca2+对酶活无明显作用,Cu2+和zn2+对纤维素酶的活性有抑制作用,其中Cu2+的抑制作用较强。