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为研究人工组合复合菌系降解木质纤维素的效果以及降解过程中微生物群落变化特征。首先对天然复合菌系PLC-8进行分离纯化,随后将筛选出的5株细菌和2株真菌进行组合,构建3 种简化的复合菌系,分别为F1、F2和F3。随后,设计秸秆降解试验,利用DGGE方法测定3种复合菌在分解纤维素过程中微生物群落的变化特征,并进行相关的理化分析。结果表明:人工组合复合菌系F3分解木质纤维素的能力最强,在分解木质纤维素30 d内秸秆平均减重率为39.80%,半纤维素下降52.64%,纤维素下降25.8%,木质素下降6.26%。在第15 天时纤维素内切酶、纤维素外切酶、滤纸酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶的活性已经达到整个分解过程的最高值,分别为0.09、0.08、0.09、0.07和0.11 U/mL。复合菌系F3能够自我调节pH,从而改变溶液的pH从微酸性至微碱性,F3的微生物群落呈现出真菌-细菌稳定共存的状态,并且能够长时间保持稳定。因此,人工组合复合菌系F3是稳定、高效的木质纤维素降解复合菌系。 相似文献
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《延边大学农学学报》2017,(3)
对纤维素、半纤维素分解菌MYB3和YB1菌株在不同温度和pH值条件下的存活性、酶活性及对秸秆分解特性进行初步研究。结果表明:MYB3菌株存活的最适条件为35℃,pH值8时;YB1菌株为30℃,pH值9。2种菌在发酵中生成的纤维素酶活性最高,分别达到19.28U/mL(MYB3-玉米秸秆-3d)和19.5U/mL(YB1-稻草-3d);半纤维素酶最高分别达到6.66 U/mL(MYB3-玉米秸秆-2d)和17.17 U/mL(YB1-稻草-4d);淀粉酶活性最高分别达到9.84U/mL(MYB3-玉米秸秆-3d)和10.65U/mL(YB1-稻草-5d)。MYB3菌株适合玉米秸秆发酵,纤维素、半纤维素分解率(5d)分别为39.03%和14.67%;YB1菌株适合稻草发酵,纤维素、半纤维素分解率(5d)分别为31.53%和37.44%。 相似文献
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高效木质纤维素分解菌Aspergillus fumigatus Z5原位分解小麦秸秆的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《南京农业大学学报》2017,(4)
[目的]本研究旨在评价高效木质纤维素分解菌Aspergillus fumigatus Z5分解木质纤维素的能力,并以小麦秸秆为材料解析其分解过程。[方法]以小麦秸秆为唯一碳源,研究接种菌株Z5后小麦秸秆物理、化学特性及胞外水解酶活力,并结合扫描电镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱和二维核磁共振等方法,原位分析菌株Z5对小麦秸秆的分解过程。[结果]与对照相比,接种28 d后小麦秸秆的总碳相对含量减少了22.05%,总氮相对含量却增加了76.77%,而纤维素和半纤维素含量分别下降了36.97%和39.77%。电子扫描电镜和原子力显微镜观察结果表明,小麦秸秆表面在生物降解过程中发生了明显变化,28 d后表面出现孔洞,而且表面粗糙度由0.97%上升到43.83%。X-ray分析结果表明:随着降解时间的增加,小麦秸秆的结晶度由43.8%减小到28.3%,小麦秸秆中大部分的纤维素和半纤维素被菌株Z5分解。二维核磁共振分析结果表明:小麦秸秆中的多糖类、脂肪族类和芳香族类化合物都发生了分解,其中多糖类化合物最容易被降解,特别是β-D-木二糖和α-L-阿拉伯糖类化合物。[结论]菌株A.fumigatus Z5通过分泌多种胞外水解酶,从小麦秸秆的表面逐渐将纤维素、半纤维素等多糖类化合物分解,在农业废弃物处理及木质纤维类物质的资源化利用方面将具有较好的应用前景。 相似文献
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高效纤维素分解菌的分离及秸秆降解生物效应 总被引：2，自引：0，他引：2
秸秆还田可以改善土壤肥力、保护生态环境、促进农业可持续发展,土壤微生物特别是与纤维素降解有关的微生物在秸秆还田过程中起关键性作用。从长期堆放农业秸秆的土壤中采用羧甲基纤维素固体培养基平板稀释法和赫奇逊滤纸条液体培养基富集法分离纤维素分解菌;刚果红染色法和CMC酶活力测定法筛选高效纤维素分解菌;采用培养特性、形态特征和分子生物学方法对菌种进行鉴定;通过测定秸秆失重率和纤维素、半纤维素和木质素的含量及降解率研究其降解玉米秸秆的效果;并测定其处理的玉米秸秆粉末对紫苏和油菜生长的影响。结果在分离到的16种纤维素分解菌中筛选出高效纤维素分解菌菌株HLF4和YDL3。HLF4和YDL3菌株分别鉴定为栗褐链霉菌(Streptomyces badius)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。HLF4和YDL3及混合菌株处理的玉米秸秆分解能力与对照相比均显著提高;其中HLF4+YDL3混合菌株处理效果优于单菌株,其玉米秸秆失重率、半纤维素降解率、纤维素降解率以及木质素降解率分别比对照高52.00%、46.65%、42.11%和31.19%。用纤维素分解菌酵解的秸秆还田处理的紫苏和油菜叶片的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(hydrogen peroxidase,CAT)活性和叶绿素含量以及生长指标均显著高于对照;特别是用HLF4+YDL3混合菌株处理的各项指标显著高于单菌株处理。筛选的HLF4和YDL3菌株分解纤维素能力较强,且其混合菌株的分解纤维素能力更强,可作为高效纤维素分解菌用于田间种植。 相似文献
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木质纤维素是地球上存储量最多的可再生碳源,开发以木质纤维类为原料的清洁能源,是未来亟待解决的重大课题之一。为探讨真核生物对木质纤维素降解的影响,本文通过PCR克隆文库构建,克隆测序并结合RDP真菌分类鉴定,对小麦秸秆、玉米秸秆及木材腐烂样品中真核生物的群落结构组成、核心种群以及多样性进行分析。结果表明Opisthokonta(55%)和SAR(36.1%)是最主要的优势群,多样性也最为丰富,其次为Archaeplastida(0.3%)及未定义真核生物等。对同时期三个样品的对比分析表明,小麦秸秆中真核生物的丰度和多样性都明显高于玉米秸秆和腐烂树木,并且,小麦秸秆分解期间真核生物的组成和物种多样性更高。在木质纤维素降解过程中不同的微生物担负着不同的功能,对这些微生物的研究将会使木质纤维素降解方面的利用率大大提升。 相似文献
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朽木来源纤维素分解细菌·真菌混合秸秆纤维发酵研究 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的]为研究朽木生态小环境中各种微生物之间的相互作用和农业废弃秸秆的再利用奠定基础。[方法]利用分离的几株来源于云贵高原地区次生林朽木中具有较高纤维素分解活性的细菌（B2、Q1）、真菌（W9）与放线菌（H1）分别和混合发酵纤维素羧甲基纤维素钠和滤纸等底物,研究碳源种类、培养时间对纤维素分解酶活的影响。[结果]分离的4株菌及混合菌在4种碳源上均能良好生长,其中B2和H1在羧甲基纤维素钠为碳源培养72h的纤维素酶活性最高,分别为61．9U和57．7U;混合菌在各种碳源中发酵活力均较低;混合发酵较不同菌株单独发酵产生还原糖总量略有降低;在以玉米秸秆为唯一碳源的培养基上各种菌的纤维素分解酶活性随培养时间的延长逐渐增加。[结论]混合菌的纤维素分解活性均低于各种菌单独发酵。 相似文献
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纤维素分解微生物复合菌剂降解固态物料特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为提高纤维素类碳源物质降解能力,通过试验驯化得到可降解玉米秸秆微生物复合菌剂。将复合菌剂添加到以纤维素类物质（滤纸、打印纸、秸秆、报纸）作为培养基碳源物质的液体培养基中,分析菌剂反应前后培养基中碳源物质减重率。结果表明,滤纸、打印纸、秸秆、报纸减重率分别达到93.7%、83.2%、75.4%、61.3%。玉米秸秆横截面扫描电镜观察表明,复合菌剂处理前后,细胞结构变得疏松,产生裂缝和空洞,有效证实驯化微生物复合菌剂有助于降解纤维素碳源物质能力。为分离复合菌剂中的单菌株,利用功能菌培养机上产生的透明圈及颜色变化,分离出降解蛋白质、脂肪、纤维素及产酸菌株,利用16S rRNA序列分析,鉴定出4个菌属8种菌株,分别为Chryseobacterium indologenes Dan121、Chryseobacterium indologenes Dan191、Acinetobacter bereziniae Zhi71、Acinetobacter bereziniae Zhi77、Acinetobacter bereziniae Zhi111、Lactococcus garviae S36、Bacillus cereus M7、Bacillus cereus MP310。 相似文献
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一株秸秆分解菌的分离及酶活力测定 总被引：1，自引：1，他引：1
从腐烂的玉米秸秆中分离到一株能分解秸秆的青霉菌(PenicilliumSP),对其进行了滤纸分解度、羧甲基纤维素(CMC)酶活和天然纤维素酶活的测定以及固态发酵试验。结果表明,该菌株不到12h将滤纸全部分解,CMC酶活达2.494mg/ml·30min,天然纤维素酶活达118.6mg/ml·d。秸秆经该菌株发酵3d,发酵产物真蛋白含量由2.05%提高到6.60%,比原料本身的真蛋白含量高222.0%,是一株发酵秸秆生产饲料蛋白的优良菌株。 相似文献
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为分析不同农用酵素的微生物多样性和群落组成,利用高通量测序技术,比较分析了5种菌剂（岛本酵素菌等）、8种液态农用酵素（玉米、蓖麻、黄蒿、木麻黄、青蒿、荆条等秸秆为原材料）、7种固态农用酵素（荆条、黄蒿、青蒿、玉米、鬼针草等秸秆为原材料）的细菌和真菌多样性以及其群落组成。结果表明,岛本酵素菌细菌和真菌的OTU数量分别为292和54;在液态农用酵素中,细菌的OTUs数量为61~467,真菌OTU数量为7~44,由于原材料差异,不同酵素的细菌和真菌群落组成差异较大;固态农用酵素具有较多的OTUs（细菌1 015~1 474,真菌58~93）,显著高于菌剂和液态农用酵素;其中变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroides）和放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度分别为26.0%~47.5%、9.4%~33.3%、10.7%~28.6%,为细菌群落组成中的优势菌门;真菌群落组成上的优势菌门为子囊菌门（Ascomycetes）。综上所述,微生物群落多样性和组成因剂型和材料的不同存在差异,影响程度为剂型>材料,多样性表现为固态>液态。 相似文献
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【目的】研究施用棉秆炭,连作棉花根际土壤真菌群落多样性与土壤理化性质及黄萎病病害的关系,为棉秆的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】以棉秆移除(NPK)和棉秆还田(NPKS)为对照,采用常规分析和454高通量测序技术,研究棉秆移除基础上施用常量棉秆炭(22.50 t/hm2,NPKB1)和增量棉秆炭(45.00 t/hm2,NPKB2)条件下,新疆棉花根际土壤真菌群落多样性、理化性质和黄萎病病害发生的相关性。【结果】施用棉秆炭连作棉花根际土壤真菌多样性和理化性质有显著相关性。经过2年的2%棉秆炭的施用显著降低了真菌多样性。真菌NPKS和NPKB2处理OTU丰度分别显著降低了15.63%和46.25%(P<0.05),Shannon多样性指数分别显著降低了11.81%和65.40%。不同用量棉秆炭对子囊菌门和接合菌门真菌数量的影响较大,但菌根真菌数量降低。NPKB2处理土壤中Gibberella、Fusarium和Verticillium等病原真菌数量较NPK处理显著降低。施用棉秆炭显著增加了棉花根际土壤中有机质、速效钾和速效氮的含量,而速效磷的含量则降低;对pH的影响不显著,但显著提高了土壤的电导率。RDA分析中,土壤有机质和速效氮是影响棉花根际土壤真菌群落结构的重要环境因素。与NPK处理和NPKS处理相比,NPKB1处理增加了黄萎病病害发病率和病情指数,NPKB2处理黄萎病病害发病率下降不显著,病情指数分别降低了2.2%和15.0%。Verticillium数量与黄萎病发病率和病情指数呈极显著正相关。施用棉秆炭降低了棉花黄萎病病原菌数量,与NPK处理相比,增量棉秆炭Verticillium数量显著降低了63.83%。与NPK处理和NPKS处理相比,NPKB1处理增加了黄萎病病害发病率和病情指数,NPKB2处理黄萎病病害发病率下降不显著,病情指数分别降低了2.2%和15.0%。【结论】施用棉秆炭降低了连作棉花根际土壤真菌多样性,减少了黄萎病病原菌数量,增加了连作棉花根际土壤养分含量。虽然没有显著降低棉花黄萎病发病率,但有缓解病害发病程度的趋势。 相似文献
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玉米秸秆高效腐解复合菌系CSS-1的选育及其组成分析 总被引：5，自引：1，他引：4
【目的】选育在常温(22℃)下对玉米秸秆具有高效稳定腐解功能的微生物复合菌系,明确其菌群组成,以促进选育的复合菌系在中国北方原位还田玉米秸秆中的应用。【方法】采用限制性培养与温度梯度诱导相结合的方法,以山西、山东、北京等省(市)玉米秸秆连续多年还田的土壤样品为菌源,以秸秆失重率、C/N及CMC酶活为筛选指标,获得高效稳定的玉米秸秆腐解复合菌系CSS-1;比较复合菌系不同继代腐解秸秆的失重率、CMC酶活、木聚糖酶活和PCR-DGGE的菌群监测动态变化,评价CSS-1的功能及其组成稳定性;采用克隆文库法,解析复合菌系CSS-1的主要菌群组成。【结果】CSS-1处理玉米秸秆的CMC平均酶活和最高酶活,比目前广泛应用的秸秆腐解菌剂A分别提高了82%和79%;CSS-1处理的秸秆失重率比菌剂A和空白对照分别提高了62.62%和173.65%;CSS-1不同继代腐解秸秆功能及其菌系组成监测表明该复合菌系的稳定性;克隆文库方法显示CSS-1优势菌群由多种具有纤维素与半纤维素降解功能的细菌和真菌构成,其细菌菌群分别归属Enterobacter、Cellulomonas、Streptomyces、Bacillaceae、Pantoe、Cellvibrio6个属,真菌菌群归属Trichoderma、Gibberella2个属。【结论】获得了在中国北方地区常温条件下高效稳定腐解玉米秸秆的复合菌系CSS-1,可研发利用该菌系促进田间原位还田玉米秸秆的快速腐解。 相似文献
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酸性海藻糖酶作为生物催化剂在生物工业中广泛应用，挖掘酶学性质优良的酸性海藻糖基因具有重要意义。从Bispora sp. MEY-1中成功克隆出一个酸性海藻糖酶基因TreA，并在毕赤酵母GS115中实现高效表达。对纯化后的酸性海藻糖酶TreA进行酶学性质鉴定，其最适pH为4.0，在pH 2.2~5.0范围内，该酶能够维持60%以上的酶活力。TreA在偏酸条件下稳定效果比较好，在pH 1.0~4.0条件下处理1 h，可以剩余88%以上的酶活力。TreA的最适温度为60 ℃，在40~70 ℃之间都可以维持50%以上的酶活力，属于中高温酶。重组海藻糖酶TreA的比活为1 913 U·mg-1，动力学参数Km和Vmax分别为0.67 mg·mL-1和119 μmol·min-1·mg-1。同时，还评估了不同金属离子或化学试剂对纯海藻糖酶TreA的酶活性影响及其蛋白酶抗性。极大丰富了海藻糖酶基因资源，促进了其在生物工业中的应用。 相似文献
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低温高效降解玉米秸秆复合菌系发酵条件优化及腐解菌剂的研究 总被引：5，自引：1，他引：4
为解决北方低温条件下玉米秸秆降解难的问题,利用筛选于锯末的一组玉米秸秆降解复合菌系GF-S72,通过单因素、正交试验及载体生物相容性试验,研究了复合菌系的发酵条件、菌剂载体类型、用量及保存条件。结果表明,复合菌系GF-S72最佳发酵条件为:尿素0.1%、碳氮比20∶1、培养温度10℃、初始p H为8.0、装液量18 m L/150 m L、培养时间6 d、接种量2%。基于试验选取硅藻作为最佳载体,在菌液∶载体=3∶1、菌剂与秸秆配比为0.05 g/2 g,制备低温高效降解玉米秸秆复合型菌剂。试验结果还表明,p H值为8.2、含水量为1.42%、保藏湿度为10%、保藏温度为15℃时,复合型菌剂降解玉米秸秆的效率最高。 相似文献
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《农业科学学报》2019,18(8):1893-1904
The microbial consortium GF-20(GF-20) can efficiently decompose corn stover at low temperatures. The present study explored the key microbes of GF-20 and evaluated different culture conditions on its composition stability to promote the utilization of corn stover decomposing microbes in low temperature regions. GF-20 was subcultured to the 15 th generation under different temperatures, pHs, carbon, and nitrogen sources. Then, the dynamics of fermenting pH, cellulose enzyme activities, carbohydrate concentration, and oxidation reduction potential were determined to estimate the degradation efficiency of corn stover with GF-20. Furthermore, the structural stability and functional microbes of GF-20 were identified on the basis of PCR-denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE) profiling and principal component analysis. The results showed that the offspring of GF-20 subcultured under different temperatures(4–30°C) and pH(6.0–9.0) conditions maintained stable growth, decomposition function, and composition structure. Furthermore, consortia GF-20 had a stable composition structure, which induced GF-20 to secrete cellulose and promote substrate decomposition as corn stover and ammonium were used as sources of carbon and nitrogen, respectively. According to the PCR-DGGE profiles, the key strains of GF-20 were determined to be Bacillus licheniformis, Cellvibrio mixtus subsp. mixtus, Bacillus tequilensis, Clostridium populeti, and Clostridium xylanolyticum. 相似文献
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丝状真菌里氏木霉（Trichoderma reesei）产生的纤维素酶主要包括纤维二糖水解酶和内切葡聚糖酶。在使用里氏木霉表达外源基因时，它们会形成较高的纤维素酶背景，而且其表达还可能会导致对细胞转录、翻译和分泌等相关资源的占用。应用CRISPR/Cas9技术，在体外组装Cas9/gRNA复合物并转化里氏木霉以定点敲除主要的纤维二糖水解酶cbh1基因，同时结合RNAi干扰技术来沉默主要的内切葡聚糖酶eg2基因，以期一步构建里氏木霉低纤维素酶背景的表达系统。获得了一株纤维素酶表达显著下降的11号转化子SUS6。该转化子中，cbh1的表达完全消失，而eg2基因的表达水平较出发菌株SUS5降低了98%。以该转化子为宿主表达外源基因NfBgl3A，两个代表性转化子的β-葡萄糖苷酶酶活最高分别为172.4和79.3 U·mL-1，远高于以出发菌株（高纤维素酶背景）为宿主表达β-葡萄糖苷酶酶活（两个代表转化子分别为11.6和31.9 U·mL-1）。因此，构建低纤维素酶背景的菌株作为表达宿主，还可明显的提高某些异源基因的表达水平。 相似文献
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为利用内生细菌促进大豆生长发育，从而获得环境友好型生物调控剂，从大豆种子中分离得到优势内生细菌，研究其对大豆生长和生理指标的影响。把大豆种子装入无纺布袋内，在土壤中埋藏10 d后取出，种子表面消毒后在灭菌培养皿中培养，在胚根周围分离得到8株内生细菌，通过初步筛选获得2株具有促生作用的优势内生细菌KC-1和MD12-2，经鉴定分别为侧孢芽孢杆菌（Brevibacillus laterosporus）和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis），具有产生长素（IAA）和溶解有机磷的能力。使用2.5×107 cfu·mL-1的KC-1和MD12-2菌液浸种，对种子萌发有着显著促进作用；盆栽试验表明，10×107、5×107 cfu·mL-1的KC-1和MD12-2菌液浸种，大豆的生长量、叶绿素含量、根系活力、硝酸还原酶活性和根瘤固氮酶活性均显著增加（P<0.05）。 相似文献
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为制备具有强稳定性、高抗氧化与良好感官品质的黑果腺肋花楸汁,以出汁率、沉淀率和可溶性固形物含量为指标,优化料液比、果胶酶添加量,分析黑果腺肋花楸汁的总抗氧化性、抑制羟基自由基能力、清除DPPH能力;并从色度、总酚、花色苷含量、抗氧化性4个方面对不同贮藏方式的黑果腺肋花楸汁进行稳定性研究,用模糊数学法对黑果腺肋花楸汁进行感官评价。结果显示:料液比为1∶1、果胶酶添加量在0.4%时,黑果腺肋花楸汁的出汁率和可溶性固形物含量均较高;黑果腺肋花楸汁的总抗氧化能力为11.5 μmol·mL-1,抑制羟基自由基能力为17 610.3 U·mL-1。100 mL黑果腺肋花楸汁中相当于含有100.0 mg维生素C(VC),总酚和花色苷含量分别为6.8、0.7 mg·mL-1;在4 ℃避光贮藏120 d,果汁呈深紫红色,颜色变化不大,总酚和花色苷含量、抗氧化能力均未明显降低;感官评价介于优、良之间。通过工艺优化制备的黑果腺肋花楸汁具有较强抗氧化性和稳定性,且感官品质良好。 相似文献
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丝状真菌里氏木霉（Trichoderma reesei）产生的纤维素酶主要包括纤维二糖水解酶和内切葡聚糖酶。在使用里氏木霉表达外源基因时,它们会形成较高的纤维素酶背景,而且其表达还可能会导致对细胞转录、翻译和分泌等相关资源的占用。应用CRISPR/Cas9技术,在体外组装Cas9/gRNA复合物并转化里氏木霉以定点敲除主要的纤维二糖水解酶cbh1基因,同时结合RNAi干扰技术来沉默主要的内切葡聚糖酶eg2基因,以期一步构建里氏木霉低纤维素酶背景的表达系统。获得了一株纤维素酶表达显著下降的11号转化子SUS6。该转化子中,cbh1的表达完全消失,而eg2基因的表达水平较出发菌株SUS5降低了98%。以该转化子为宿主表达外源基因NfBgl3A,两个代表性转化子的β-葡萄糖苷酶酶活最高分别为172.4和79.3 U·mL-1,远高于以出发菌株（高纤维素酶背景）为宿主表达β-葡萄糖苷酶酶活（两个代表转化子分别为11.6和31.9 U·mL-1）。因此,构建低纤维素酶背景的菌株作为表达宿主,还可明显的提高某些异源基因的表达水平。 相似文献