纤维素厌氧降解复合菌系的分离与初步研究的任务书任务书一、任务背景纤维素是一种广泛存在于大自然中的有机物质。其是由大量的葡萄糖分子通过β-1,4-糖基键相连而成的线性高聚物，是植物细胞壁主要的成分之一。然而，由于其结构上的复杂性，使得纤维素对于生物的降解较为困难，这也导致了一些生物体内存在着纤维素酶来帮助分解纤维素。纤维素酶的产生离不开演化出一套完整的生物降解系统。而在这个系统中，细菌是起着决策性作用的生物，其通过分泌各类酶，如纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶等，协同作用，以实现对纤维素的完全降解。这也说明，从细菌中寻找高效的纤维素降解复合菌系，是实现生物纤维素降解的可持续性的重要环节之一。因此，本课题的研究意义在于，通过对纤维素厌氧降解复合菌系的分离与初步研究，探索高效细菌菌系在纤维素降解中的作用，为生物纤维素降解的开发提供重要的理论依据。二、任务要求1.通过传统分离方法和分子生物学技术，分离得到10个左右对纤维素有较高降解能力的厌氧菌；2.初步鉴定这些厌氧菌是否存在复合菌群现象；3.鉴定这些细菌分离物中是否存在产酶相关的基因，如纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶等；4.将这些分离物随机组合，筛选出能够高效降解纤维素的复合菌群，并进行初步的菌群结构分析。三、任务实施步骤1.根据样品来源及其菌群特征，对分离样品进行预处理，移除一些感光菌和不适于厌氧培养的杂菌；2.采用传统分离方法，从样品中筛选出10个左右的纤维素厌氧降解菌；3.制备分离物DNA，并采用PCR扩增DNA片段；4.对所得DNA片段进行分析和测序，发现所含基因；5.鉴定所分离细菌的菌群结构，初步探索复合菌群现象；6.将分离出来的细菌菌株随机组合，进行大规模发酵筛选，得出厌氧酵素复合菌群；7.对厌氧酵素复合菌群菌株进行分析，并进行结构分析。四、任务时间安排本次任务计划在两年内完成。第一年主要实施1-4步骤，第二年主要实施5-7步骤。五、研究成果要求1.成功分离出10个左右的纤维素厌氧降解菌，并初步鉴定其菌群结构；2.分别鉴定出这些细菌分离物中是否存在产酶相关的基因，筛选出能够高效降解纤维素的复合菌群，并进行初步的菌群结构分析；3.完成成果展示的毕业论文和口头报告。六、主要参考文献1.LiY,HuiY,etal.Two-stageanaerobicdigestionoflignocellulosicbiomass:areview[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2015,52(3):1833-1840.2.XuKQ,JinYL,etal.BiodegradationofCelluloseandHemicellulosebyTwo-stageAnaerobicFermentationProcess[J].AppliedMechanicsandMaterials,2014,599(2):438-442.3.ChanKH,ParkSK.Anaerobicdigestionofcelluloseformethaneproduction[C]//Proceedingsofthe12thInternationalConferenceonEnvironmentalScienceandTechnology,Rhodes,Greece.2011:335-342.4.SharmaVK,KumarA,etal.BiohydrogenproductionfromcelluloseandxylanusingClostridiumthemocellum[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2015,50(3):45-58.七、备注本任务是一项综合性研究任务，需要依靠多种学科及专业的协作。参照任务书要求，学生需要了解基础的生物学、微生物学、分子生物学知识，并具有实验设计、操作、数据分析的能力。在完成任务的过程中，可以与导师、同组学生进行交流，可以请教专家开展合作，以提高研究效率和质量。