1、应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/ki.1006-687x.2018.01033 利用杂草培养料栽培双孢蘑菇的可行性 分析 高晓静 1 张昊琳 1 桑羽希 1 蔡盼盼 1 张国庆 2 陈青君 1* 1北京农学院植物科学技术学院农业应用新技术北京市重点实验室 北京 102206 2 北京农学院生物科学与工程学院农业部都市农业(北方)重点实验室 北京 102206 摘 要 充分利用当地杂草资源生产双孢蘑菇对于降低生产成本和环境保护意义重大。本研究在 密云库区杂草多样性调查 和配方工艺调整的基础上,对 三个批次 库区 杂草的双孢蘑菇(
2、Agaricus bisporus)生产 进行了全程监测,包括 堆肥期和出菇期取样,培养料理化性质 、 物质变化 、 相关降解酶活性 和 培养料发酵过程中细菌菌群变化,统计产量 等 。 结果表明, 库区杂草种类繁多, 株高茎粗, 茎杆坚硬紧实, 打捆后的 杂草饱和吸水 量 76.78 %。堆肥期培养料的含水量、含碳量和碳氮比逐渐下降,出菇期变化 不大;培养料的含氮量在培养料一次发酵结束 ( PI) 均有下降的现象,二次发酵结束 ( PII) 含氮量升高。培养料二次发酵过程中纤维素 和半 纤维素 的利用率均 介于 40%-60%之间;木质素 利用率 介于 20%-30%。在双孢蘑菇菌丝生长和出菇
3、过程中木质素的 利用率 为 16%-21%。培养料 纤维素和半纤维素的含量 变化与相关降解酶变化情况相一致。堆肥期样品 Illumina测序得到 432595 条有效序列,序列平均长度为 441bp;分类分析 表明, 堆肥时期 优势菌群为 拟杆菌门( Bacteroidetes)的普氏菌属( Prevotella),厚壁菌门( Firmicutes)的芽孢杆菌 属 ( Bacillus),栖热菌门( Deinococcus-Thermus)的 Thermus 属、 Truepera 属、 Caldicoprobacter 属(一种木聚糖降解菌),放线菌门( Actinobacteria)热多孢
4、菌属( Thermopolyspora)、变形菌门( Proteobacteria)的假黄单胞菌属( Pseudoxanthomonas)。 三个批次 产量在 17.1-19.7 kg/m2范围,库区 杂草取代麦草进行双孢蘑菇工厂化生产是 可行 的。 (图 3 表 4 参 30) 关键词 培养料 ; 木质纤维素 ; 木质纤维素降解酶 ; 细菌菌群 ; Illumina 测序 Utilization of Reservoir Weeds for mushroom (Agaricus bisporus) production GAO Xiaojing 1, ZHANG Haolin1, SANG
5、Yuxi 1, CAI Panpan1, ZHANG Guoqing 2, CHEN Qingjun 1* 1Department of Plant Science Technology, Beijing University of Agricultural, Beijing 102206,China 2College of Biological Sciences and Engineering, Beijing University of Agricultural, Beijing 102206, China1 Abstract Objectives: Making full use of
6、local weed resources to produce Agaricus bisporus is of great significance in reducing production cost and protecting environment.Methods: In this paper, three trials experiments were conducted on the basis of weed diversity investigation around the Miyun reservoir and the adjustment of formulation
7、and technology in the industrial production of Agaricus bisporus. Compost samples from different phases of composting and cultivation stages were collected for the determination of physical-chemical properties, lignocellulose content, lignocellulolytic enzyme activities, and bacterial communities by
8、 16s rRNA gene sequencing. The Yield of mushroom in different trials was also counted.Results: The results showed that there were many kinds of reservoir weeds with hard and coarse stems. The saturated moisture of weeds was 76.78% after baling. The water content, carbon content and C/N ratio of samp
9、les decreased gradually during composting, but had little change during cultivation. The nitrogen content decreased at end of Phase I and increased at the end of Phase II. During composting, the lose rates of hemicellulose and cellulose were both between 40% and 60%, and the loss rate of lignin was
10、between 20% and 30%. During cultivation, the loss rate of lignin was between 16% and 21%. The changes in the content of cellulose and hemicellulose of compost were consistent with that of the activity of related 收稿日期 Received: 2018-01-22 接受日期 Accepted: 2018-02-11 *北京市农委农业科技项目( PXM 2016_014207_000052
11、)、 2017 年现代农业产业技术体系北京市食用菌创新团队建设经费( PXM2017_014207_000058) Supported by Agricultural science and technology project of Beijing Municipal Commission of Rural Affairs (PXM 2016_014207_000052), the Beijing Innovative Grant of Modern Agricultural Technology System (PXM2017_014207_000058) *通讯作者 Correspond
12、ing author (E-mail: ) 应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/ki.1006-687x.2018.01033 degradation enzymes. For samples from three trials during composting, a total of 432,595 valid sequences were obtained by Illumina sequencing, and the average length of the sequences was 441bp. Taxonomic a
13、nalysis showed that the dominant bacteria were Prevotella (Bacteroidetes), Bacillus (Firmicutes), Thermus, Truepera, Caldicoprobacter (Deinococcus-Thermus), Thermopolyspora (Actinobacteria), Pseudoxanthomonas (Proteobacteria).Conclusions: The yield of three trials was in the range of 17.1-19.7 kg/m2
14、. It is feasible to use reservoir weeds compost instead of wheat straw compost for cultivation of Agaricus bisporus. Keywords compost; lignocellulose; lignocellulase; bacterial community; Illumina sequencing 双孢蘑菇( Agaricus bisporus),因其担子上通常仅着生 2 个担孢子而得名,中文别名为蘑菇、口蘑、白蘑菇、洋蘑菇等,分类学上隶属于真菌界担子菌门担子菌纲伞菌目伞菌科蘑菇
15、属 1。双孢蘑菇是一种高蛋白、低脂肪、低热能的健康食品,深受世界各国人民的喜爱,是世界范围内栽培规模最大食用菌之一 2。 双孢 蘑菇工厂化栽培的培养料是由作物秸秆(如麦草、稻草和玉米秸秆等)、动物粪便(如马粪、牛粪和鸡粪)、石膏和水等通过二次发酵制成的,培养料的发酵过程是多 种 堆肥微生物作用下的生物转化过程 3-4。 培养料木质纤维素成分主要来源于秸秆资源,根据秸秆种类的不同,木质纤维素组成、结构和各成分的比例也存在较大差异 5。麦秸的木质纤维素构成包括纤维素 (3340%w/w)、半纤维素 (2025%w/w)和木质素(1520%w/w), 是 堆肥微生物和双孢蘑菇生长 的理想材料 6。
16、也是目前国内外蘑菇工厂化生产的首选原料。培养 料发酵过程中的微生物可以产生一系列木质纤维素降解相关的胞外酶,促进秸秆复杂的木质纤维素结构软化,可以更好的为双孢蘑菇生长提供营养 7。关于双孢蘑菇堆肥微生物的研究大致划分为两个大的阶段,即 20 世纪 50 年代至 90 年代主要以常规微生物分离培养为主要手段,常规微生物培养表明,在不同的堆肥阶段,微生物种类出现更替 8。 20 世纪 90 年代之后,随着分子生物学的迅速发展,微生物分子生态学方法成为研究双孢蘑菇堆肥微生物的重要方法。微生物分子生态学常用技术包括高通量测序、宏基因组、PCR-DGGE、 T-RFLP、 16S rDNA 文库技术等
17、9-12。荷兰 CNC 堆肥公司的麦草培养料二次发酵过程中优势菌群主要属于拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门、栖热菌门、放线菌门、绿弯菌门 13。 中国是一个农业大国,秸秆种类和资源非常丰富 ,除了麦草和稻草, 其他秸秆材料如芦苇秸、玉米秸、狼尾草 等也被用于双孢蘑菇栽培的探索 14-16。北京农业用地极少,当地秸秆资源不足,麦秸和稻草 运输 成本居高 。 密云水库 是北京主要的饮水来源地之一,为了保护 水库水源和生态涵养 , 周边约 32.6 万亩(约 2.17万 hm2) 面积退耕,但 野生杂草资源丰富。秋冬及时收集用于制作双孢蘑菇培养料,有利于库区防火 、水源保护和 当地杂草资源的循环利用。
18、本试验对库区杂草作为双孢蘑菇培养料的性状和特性进行了全面的评价。 1 材料与方法 1.1 密云库区杂草种类调查 采用样方法对库区杂草的主要种类进行野外实地调查。在水库周边区域选择五个区域设置样方,样方大小: 5 m 5 m。对样方内的杂草种类和数量进行鉴定和统计。 1.2 堆肥和双孢蘑菇栽培 2016 年 9 月至 2017 年 1 月在北京 密云太师庄种植专业合作社( T1)和 河北省 滦平 承德兴春和农业股份有限公司 ( T2和 T3) 进行 堆肥, ,三个批次总播种面积 2400 m2。 参照 Van Griensven 的方法 17, 培养料依次经过预湿、 混料 、一次发酵 ( 17
19、天) 、二次发酵 ( 9 天) 和出菇生产 , 菌种 使 用 A15( Sylvan ) 。 密云 实验基地 T1批次 配方为杂草 30 t(含水量低于 10%) 、鸡粪 36 t (含水量 70% - 80%)、豆粕 1.2t、石膏 2.9 t,豆粕在建堆期加入 ;滦平 的 T2和 T3批次 配方为:杂草 43t、鸡粪 45t、豆粕 3.6t、石膏 4t,豆粕在建堆期和一次发酵转隧道时各加入 1.8 t。 1.3 取样 使用网袋装料取样的方法 18,对堆肥期的培养料进行取样。原料混合建堆后( BM),在料堆中随机选取应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol Doi
20、: 10.19675/ki.1006-687x.2018.01033 10 个点,每个点取样 500g充分混匀后,从中取 500g样品平均分成 10份 -80 保存。将建堆期( BM)培养料装入五个尼龙网袋,每袋 6.50.5kg,将尼龙网袋分别置于一次发酵隧道水平方向的不同位置,距离料表层约 50cm。一次发酵结束( PI),对五个尼龙网袋培养料分别称重,然后从每袋料中取样约 100g 样品充分混匀,平均分成 10 份每份 50g, -80 保存;二次发酵结束( PII),取样和称重方法同上。 接入双孢蘑菇 菌种后,在栽培床上放置 30 个塑料栽培箱( 453223 cm),每个栽培箱装料约
21、 15kg,栽培面积 0.144 m2。在菌丝长满期( Filling)、原基形成期( Pinning)、一潮菇结束期( 1st flush)、二潮菇结束期( 2nd flush)和三潮菇结束期( 3rd flush)取样。每个时期从 5 个栽培箱中分别取出 100g培养料充分混匀平均分为 10 份每份 50g, -80 保存。 培养料样品用于理化性质、细菌菌群以及木质纤维素相关降解酶活性分析。 测定各时期培养料含水量和尼龙袋 、 栽培箱中培养料的鲜重,计算 培养料干物质的质量 和 木质纤维素各组分的 含 量。 1.4 培养料的理化性质测定 使用 pH/电导率仪 (PHH-7200, OMEG
22、A)测定 培养料 pH和 EC 值。采用干燥称重法 19测定样品的含水量 ;使用凯氏定氮仪( KJELTEC 8400, FOSS)测定样品的含氮量 ; 采用灼烧法 20计算样品的含碳量和灰分 ; 采用滤袋法 21测定样品的纤维素和半纤维素含量 ; 木质素的含量参照 Edita Jurak 的方法测定 18; 每个 样品 3个重复。 1.5 培养料木质纤维素降解相关酶活测定 粗酶液的制备:取 -80 条件下保存的新鲜培养料样品 3g,加入 30mL 的 生理盐水 , 常温条件下 220 rpm振荡悬摇 2 h, 4 层纱布过滤后, 4000 rpm/min 4 离心 10 min,上清即为粗提
23、酶液,分装后保存于 -80 备用。分别以滤纸和木聚糖作为降解底物,采用 DNS法 22测定粗酶液的纤维素酶和木聚糖酶活性。以 ABTS为降解底物测定粗酶液的漆酶活性 23。 1.6 堆肥期培养料细菌群落分析 对堆肥阶段每个时期多点取的样品分别研磨后混合,采用 PowerSoil DNA Isolation Kit (MoBio)试剂盒提取样 品的总 DNA。质检符合要求的 DNA 使用引物 338F (5-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3) 和 806R (5-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3) 对细菌 16S rRNA 基因的 V3-V4 区域进行扩增。 PCR 反应
24、体系为:0.8 uL2 引物 (5 uM)、 10 ng模板、 4L buffer (5)、 2 L dNTPs (2.5 mM)、 0.4 uL polymerase、 0.2 uL BSA,加 ddH2O 至 20 uL。 PCR 反应参数:预变性 95 3 min, 27( 95 变性 30s, 55 退火 30s, 72 延伸 45s),72 延伸 10 min。 PCR 产物检测符合上机要求后,采用 Illumina MiSeq PE300 进行测序 , 采用 RDP classifier贝叶斯算法对 97%相似水平的序列进行分类学分析 。 1.7 产量与生物学效率 分别统计每个生产
25、批次每潮菇的产量,并计算密云库区杂草栽培双孢蘑菇的生物学效率。生物学转化效率等于每平方米蘑菇的鲜重与培养料干重的比值。 2 结果与讨论 2.1 库区杂草主要种类分布 对样方库区杂草的种类和数量进行鉴定和统计发现,库区杂草种类主要集中分布于禾本科 ( Gramineae) 、菊科 ( Compositae) 、豆科 ( Fabaceae) 、藜科 ( Chenopodiaceae) 、茄科 ( Solanaceae) 和大麻科 ( Cannabaceae) 。禾本科的主要种类为狗尾草和虎尾草,豆科的主要种类为苜蓿,这些杂草虽然数量最多,但在回收的杂草中体积 所占的比例低于 10%;菊科的主要种类
26、为豚草 ( Ambrosia artemisiifolia L.) 、柳叶蒿 ( Artemisia integrifolia L.) 和苍耳 ( Xanthium strumarium L.) ,藜科的主要种类为灰条菜 ( Chenopodium album L.) ,还有锦葵科的苘麻 ( Abutilon theophrasti) ,这些杂草虽然数量较少,但株型高大,在回收的杂草中 体积 所占比例大约有 70%。这些杂草茎杆坚硬紧实,保水能力差。 杂草的饱和吸水量为 76.78 % 。 应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/ki.
27、1006-687x.2018.01033 图 1 库区杂草组成种类分布 Fig. 1 Species distribution of reservoir weeds 2.2 培养料理化性状 本实验分别测定了三个批次密云库区杂草培养料 理化性质,结果 如 表 1。各时期的培养料理化性质 变化规律一致 , pH 在 堆肥期变化不大,出菇期逐渐降低 ;含水量、 含碳量和 碳氮比堆肥期逐渐下降,出菇期变化不大 ,其中密云的 T1批次含碳量明显低于滦平 T2和 T3批次 ;灰分 含量 逐渐升高 ,其中 T1批次灰分的含量明显高于 T2 和 T3 批次,这可能与两地使用的鸡粪质量有关 ; 培养料的 含氮量
28、在 一次发酵 结束 均有 下降 的现象,二次发酵结束含氮量升高,其中 T1批次二次发酵结束含氮量为 1.64%,而 T2和 T3批次二次发酵结束含氮量达到 2.00%以上。 表 1 库区杂草培养料理化性质 Table 1 The physicochemical properties of reservoir weeds compost 禾本科 Gramineae 菊科 Compositae 豆科 Fabaceae 藜科 Chenopodiaceae 茄科 Solanaceae 大麻科 Cannabaceae 鸭跖草科 Commelinaceae 旋花科 Convolvulaceae 锦葵科 M
29、alvaceae 萝藦科 Asclepiadaceae 苋科 Amaranthaceae 苦木科 Simaroubaceae 样品名称 Samples 含碳量 Carbon content (%) 含氮量 Nitrogen content (%) 灰分 Ash (%) pH pH value 含水量Moisture (%) 碳氮比 C/N BM T1 39.22 0.55 1.59 0.02 36.73 0.39 8.01 0.06 74.46 1.25 28.290.82 T2 45.00 0.00 1.39 0.02 19.00 0.00 8.02 0.10 73.64 0.60 32.4
30、60.55 T3 45.28 0.00 1.65 0.03 18.50 0.00 7.70 0.03 77.95 1.34 27.38 0.53 PI T1 33.33 0.28 1.56 0.02 40.00 0.50 8.45 0.03 70.15 0.26 22.120.34 T2 44.44 0.56 1.34 0.09 20.00 1.00 8.47 0.01 74.95 2.76 33.222.40 T3 42.59 0.32 1.40 0.03 23.33 0.58 7.93 0.15 74.38 0.59 30.53 0.63 PII T1 34.26 0.58 1.64 0.
31、04 38.33 1.04 7.61 0.05 69.75 0.62 20.850.70 T2 42.65 0.24 2.13 0.01 23.23 0.43 8.35 0.04 70.53 0.81 20.030.08 T3 42.69 0.59 2.10 0.03 23.16 1.06 8.61 0.04 69.86 0.79 20.34 0.01 Filling T1 31.30 0.16 1.56 0.11 43.67 0.29 7.72 0.02 65.29 0.52 20.081.47 T2 41.25 0.48 2.00 0.03 25.75 0.86 7.28 0.05 72.
32、92 0.34 20.610.36 T3 39.17 0.48 2.29 0.02 29.50 0.87 6.81 0.04 63.15 0.51 17.11 0.28 Pinning T1 27.22 0.83 1.58 0.03 51.00 1.50 7.56 0.07 64.87 0.96 17.240.49 T2 40.91 0.21 1.94 0.01 26.36 0.39 6.54 0.04 73.86 0.29 21.030.23 T3 38.33 0.28 2.28 0.03 31.00 0.50 6.89 0.01 64.27 0.27 16.81 0.11 1st flus
33、h T1 24.44 0.48 1.66 0.01 56.00 0.87 7.22 0.02 62.74 0.83 14.710.19 应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/ki.1006-687x.2018.01033 注: TI、 T2、 T3 代表三个不同的实验批次 , BM:建堆期; PI:一次发酵结束期; PII:二次发酵结束期; Filling:菌丝长满; Pinning:原基形成; 1st flush:一潮菇清床; 2nd flush:二潮菇清床; 3rd flush:三潮菇清床。 Note: T1、 T2、 T 3 r
34、epresents three different trials of experiments.BM: heap compost; PI: end of Phase I compost; PII: end of Phase II compost; Filling: mycelium covered ;Pinning :Compost the rst pinheads were visible 1st flush: at the end of first harvesting; 2nd flush: at the end of second harvesting; 3rd flush: at t
35、he end of third harvesting. 2.3 培养料 物质变化 如表 2 所示, 培养料发酵过程中纤维素、半纤维素和木质素均被利用,其中 纤维素 和半纤维素 的 利用 率介于 40%-60%之间; 木质素 利用率介于 20%-30%。 以上结果表明培养料 发酵 过程中的微生物 主要 转化利用了 纤维素和半纤维素。 双孢蘑菇菌种接入培养料后 纤维素 、 半纤维素 和木质素持续 被利用 。纤维素的利用 主要集中在营养菌丝生长和出菇期 ;原基形成期除密云的 T1批次有 4.8%的纤维素被利用,滦平的两个批次几乎未被利用 ; 半纤维素的利用贯穿在双孢蘑菇营养生长和出菇的整个过程,除密
36、云的 T1批次菌丝长满时半纤维素的利用率高于 10%,其他时期半纤维素的利用率均低于 10%; 木质素的 利用 主要集中在菌丝生长 和原基形成 阶段,出菇期 木质素 几乎未被利用,除滦平的 T3批次以外木质素的利用率均低于 1%。 表 2 不同时期培养料物质变化 Table 2 The lignocellulose content of compost in different phases 样品名称 Samples 培养料干重 Dry matter( kg) 纤维素 Cellulose 半纤维素 Hemicellulose 木质素 Lignin 质量 Weight( kg) 利用率 Loss
37、 rate( %) 质量 Weight( kg) 利用率 Loss rate( %) 质量 Weight( kg) 利用率 Loss rate( %) BM T1 1000 208 186 175 T2 1000 208 176 233 T3 1000 202 189 217 PII T1 563 93 55.3 76 59.1 122 30.3 T2 578 117 43.8 72 59.1 169 27.5 T3 588 97 52.0 74 60.8 164 24.4 Filling T1 502 66 13.0 51 13.5 97 14.3 T2 523 88 13.9 58 7.9
38、 150 8.1 T3 549 79 8.9 69 2.7 148 7.4 Pining T1 468 56 4.8 46 2.7 85 6.8 T2 483 88 0.0 52 3.5 130 8.6 T3 516 78 0.5 55 7.4 127 9.7 1st Flush T1 467 39 8.2 35 5.9 84 0.6 T2 39.89 0.18 2.09 0.05 28.20 0.33 6.99 0.01 72.50 0.15 19.100.23 T3 37.22 0.28 2.31 0.05 33.00 0.50 6.64 0.02 59.01 0.73 16.07 0.2
39、6 2nd flush T1 24.54 0.58 1.65 0.04 55.83 1.04 7.13 0.04 62.48 0.62 14.880.40 T2 39.16 0.32 1.97 0.05 29.51 0.58 6.71 0.01 69.60 0.24 19.930.56 T3 36.67 0.28 2.34 0.08 34.00 0.50 6.64 0.01 57.84 0.47 15.63 0.68 3rd flush T1 24.81 0.16 1.59 0.02 55.33 0.29 8.71 0.04 63.14 0.14 15.650.12 T2 38.40 0.57
40、 2.06 0.04 30.89 1.03 6.79 0.04 67.82 0.62 18.630.64 T3 36.02 0.16 2.28 0.04 35.17 0.29 6.58 0.01 56.41 0.60 15.78 0.24 应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/ki.1006-687x.2018.01033 T2 465 68 9.6 43 5.1 129 0.4 T3 457 51 13.4 42 6.9 120 3.2 3rd Flush T1 444 36 1.4 31 2.1 83 0.6 T2 445 54
41、6.7 35 4.5 128 0.5 T3 451 44 3.4 35 3.7 112 3.7 注: TI、 T2、 T3 代表三个不同的实验批次 , BM:建堆期; PII:二次发酵结束期; Filling:菌丝长满; Pinning:原基形成; 1st flush:一潮菇清床; 3rd flush:三潮菇清床。 Note: T1、 T2、 T 3 represents three different trials of experiments.BM: heap compost; PII: end of Phase II compost; Filling: mycelium covered
42、;Pinning:Compost the rst pinheads were visible 1st flush: at the end of first harvesting; 3rd flush: at the end of third harvesting. 2.4 木质纤维素降解酶活变化 如图 2 所示,三个批次培养料不同时期的纤维素酶活、木聚糖酶活和漆酶 酶活变化趋势大体一致。以滤纸为降解底物测定纤维素酶活,结果显示都在 一潮菇 结束达到高值;双孢蘑菇接种到原基形成时, 培养料的酶活呈上升趋势;开始出菇后,酶活保持在较高的活性水平,表现出较小范围的波动。木聚糖酶酶活变化情况与滤纸纤维
43、素酶相似。漆酶在堆肥阶段,酶活趋近于零,菌丝长满时漆酶酶活增长至 600U/g左右,原基形成时变化不大,一潮菇结束时该酶活又迅速下降。 应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/ki.1006-687x.2018.01033 图 2 杂草培养料各时期木质纤维素降解相关酶活性 (A)纤维素酶 (B)木聚糖酶 (C)漆酶。 BM:建堆期; PII:二次发酵结束期; Filling:菌丝长满; Pinning:原基形成; 1st flush: 一潮菇清床; 3rd flush:三潮菇清床。 Fig. 2 The activity of lign
44、ocellulosic enzyme(A)cellulose ezyme(B)Xylanase(C)Laccase. BM: heap compost; PII: end of Phase II compost; Filling: mycelium covered ;Pinning:Compost the rst pinheads were visible 1st flush: at the end of first harvesting; 3rd flush: at the end of third harvesting. B 0.01.02.03.04.05.0BM PII Filling
45、 Pinning 1st Flush 3rd Flush纤维素酶活性(U/g)cellulose ezymeactivity(U/g)取样时期 Phase T1T2T3A 0100200300400500600BM PII Filling Pinning 1st Flush 3rd Flush漆酶活性(U/g)Laccase activity(U/g)取样时期 Phase T1C 1.02.03.04.05.06.0BM PII Filling Pinning 1st Flush 3rd Flush木聚糖酶活性(U/g)Xylanase activity (U/g)取样时期 Phase T1T
46、2T3B 应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/ki.1006-687x.2018.01033 2.5 堆肥期培养料微生物 16S rRNA 基因测序 对 3 个批次 9 个样品进行 了 细菌菌群分析,测序共计得到 432595 条有效序列,序列平均长度为 441bp。 为 了 得到 样本测序结果中的 细菌 种、属等数目信息 将测序得到的序列按照相似性为 97%进行聚类,得到各样品的 OTU( Operational Taxonomic Units) 信息, 共得到 806 条 OUT, 采用 RDP classifier 贝叶斯算法
47、对97%相似水平的 OTU 代表序列进行分类学分析,在门 、 纲 、 目 、 科 、 属 、 种各分类水平统计样本的群落组成 见表 3。从三个取样时期获得的有效序列数来看,建堆期和一次发酵结束各批次之间序列数目差异较大,二次发酵结束三个批次有效序列数目比较接近。覆盖度指数( Coverage)反应样本文库的覆盖率,其数值越高,则样本中序列被测出的概率越高,结果表明本次测序结果可以代表样本中微生物的真实情况。 表 3 有效序列数 、 各分类水平物种数及测序的覆盖度指数表 Table 3 The sequence number, species classification and the Goods coverage 注: TI、 T2、 T3 代表三个不同的实验批次 , BM:建堆期; PI:一次发酵结束期; PII:二次发酵结束期。 Note: T1、 T2、 T 3 represents three different trials of experiments.BM: heap compost; PI: end of Phase I compost; PII: end of Phase II compost 如图 ( A) 所示,在门水平上,样品细菌菌群丰度排前十位的门有厚壁菌门 ( Firmicutes) 、变形菌门