纤维素酶是几种可以协同降解纤维素为葡萄糖的酶的总称,包括葡聚糖内切酶(EG)、葡聚糖外切酶(CBH)和β-葡萄糖苷酶(BG)等三种酶,滤纸酶(FPase)活力则代表各种酶协同作用后的总酶活力。纤维素酶在生物能源、食品、纺织、造纸、洗涤、饲料、医药等领域有着重要的应用,是继糖化酶、淀粉酶和蛋白酶之后的第四大工业酶种,甚至在我国完全有可能成为第一大酶种,成为酶制剂工业中的一个新的增长点。因此,筛选纤维素酶高产菌具有重要的研究价值。广西壮族自治区拥有中国面积最大的红树林,由于红树林生境非常特殊,微生物产酶也具有特殊性,在红树林内,凋落物非常丰富,在凋落物分解过程中微生物产生的酶以纤维素分解酶、木质素分解酶为主,来自于红树林产纤维素酶的微生物是目前研究的一个重要方向。本文对红树林高产纤维素酶菌株进行了分离筛选、鉴定和产酶条件优化,并对筛选得到的菌株所产的纤维素酶进行了纯化和酶学性质研究,同时以购买的目前产纤维素酶较高的菌株G1M3.140(购于广东微生物菌种保藏中心)为对照进行产酶对比,以期获得高产纤维素酶的产生菌,为新来源纤维素酶的生产提供理论依据。主要结果如下：产纤维素酶菌株的分离筛选：从广西北仑河口国家级红树林自然保护区采集的桐花树和木榄的树根、树皮、海水和土壤中进行菌株分离,利用刚果红染色法初步分离筛选,共得到78株具有降解CMC-Na能力的菌株,其中大部分属于真菌,放线菌次之,细菌最少,通过滤纸条崩解实验和酶活性实验最终筛选出一株高产纤维素酶的菌株,命名为GA-44。GA-44形态及种属鉴定：在PDA平板上28℃培养,GA-44菌株菌落生长快,24h后菌落为白色。菌落表面较粗糙,背面无色,中央有一绿色产孢区。老熟的菌落正面为暗绿色,背面无色。光学显微镜下菌丝分枝,有横隔,孢子呈圆形,分生孢子呈串状排列。提取菌株GA-44的DNA,用PCR法扩增GA-44的18S rRNA基因的V8-V9片段,经北京华大基因公司测序,V8-V9序列长为378bp,其GenBank号为lCl|52991。通过BLAST分析,以及采用Neighbor Joining方法构建系统进化树,发现GA-44的18S rRNA与多种真菌的一致性达到99%,系统树分析结果显示GA-44与微紫青霉(Penicillium janthinellum)亲缘关系较近。表明GA-44为一产纤维素酶的青霉属菌株。GA-44产酶条件的优化：采用液体培养方式,对其培养条件进行单因素和正交试验,以CMC、FPase和CBH酶活力为检测指标。在单因素试验的基础上,选择廉价易得的底物和对产酶影响较大的发酵时间、产酶温度、起始pH,按照L9(34)正交表进行正交试验,得出在以麸皮为底物、28℃～32℃、pH6.5～7.5的条件下发酵108h是较好的发酵条件,CMC、FPase和CBH的酶活分别达到了1038U/mL、1056U/mL和179U/mL,同等发酵条件下比G1M3.140(购于广东微生物菌种保藏中心)有更高的CMC酶活和FPase酶活,尤其是CMC更是G1M3.140的3倍。滤纸崩解实验显示,菌株GA-44在96h内可以将滤纸条完全崩解,而绿色木霉G1M3.140则需要144h。菌株GA-44的CMC、FPase和CBH在NaCl含量为1%～3%的发酵培养基中均保持较高的活性,并且发现该菌没有表现出嗜盐现象,由此推测该菌株可能是从陆地转移到海洋。纤维素酶的纯化及酶学性质研究：采用盐析和柱层析方法进行酶的纯化。菌株GA-44经液态发酵,提取纤维素酶粗酶液,经硫酸铵盐析,Sephadex G-25脱盐和Sephadex G-100柱层析,经高效液相色谱检测,结果显示出三个峰。根据标准蛋白质分子量大小和保留时间得出三种酶的相对分子质量分别为56.4KD、52.6KD和49.0KD,初步判断分别是β-葡萄糖苷酶、内切葡聚糖酶EG和外切葡聚糖酶CBH。CMC的纯化倍数和酶活回收率分别为8.5倍和26.5%,CBH的纯化倍数和酶活回收率分别为29.0倍和87.6%,滤纸酶FPase的纯化倍数和酶活回收率分别为16.9倍和57.2%,表明纯化倍数和回收率都处于较高水平。采用不同温度和不同pH进行酶学性质研究,结果表明该纤维素酶系最适反应条件为：CMC为55℃、pH3.2；CBH为45℃、pH3.2；FPase为55℃、pH3.6,其最大酶活分别为：1262U/mL、612U/mL和943U/mL。
