侯敏，包慧芳，王寧，詹發(fā)強(qiáng)，楊蓉，龍宣杞，崔衛(wèi)東

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所/新疆特殊環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊　830091)

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高效降解棉酚菌株的篩選及脫毒條件的研究

侯敏，包慧芳，王寧，詹發(fā)強(qiáng)，楊蓉，龍宣杞，崔衛(wèi)東

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所/新疆特殊環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊830091)

摘要：【目的】選育降解棉酚菌株，組建復(fù)合菌系，優(yōu)化固體發(fā)酵條件?！痉椒ā繌膶?shí)驗(yàn)室已有菌株、動(dòng)物新鮮糞便和土壤中篩選降解棉酚菌株，確定共生菌株混合配比，采用響應(yīng)面法評(píng)價(jià)水分、接種量、發(fā)酵天數(shù)及其交互作用對(duì)棉酚降解率的影響，在此基礎(chǔ)上，對(duì)主要影響因素進(jìn)行回歸分析。【結(jié)果】選育出10株符合《飼料添加劑品種目錄(2013)》中規(guī)定的降解棉酚菌株，確定共生菌株最優(yōu)配比為QC-3∶QC-5∶QC-9∶QC-10按1∶2∶1∶1，最優(yōu)的固體發(fā)酵培養(yǎng)條件為水分68.8%、接種量12.8%、發(fā)酵天數(shù)42.5 d，在此條件下脫毒率可達(dá)到91.4%?！窘Y(jié)論】確定了混合菌發(fā)酵棉秸稈脫毒的最佳條件，為混合菌棉秸稈固體發(fā)酵降低游離棉酚含量的研究提供了相應(yīng)的工藝參數(shù)和理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：棉稈；棉酚；脫毒；固體發(fā)酵

0引 言

【研究意義】新疆是我國重要的棉花生產(chǎn)基地，棉花種植面積約 133. 3 ×104hm2(2 000 萬畝)，據(jù)統(tǒng)計(jì)新疆棉秸稈總產(chǎn)量 2013 年超過 800×104t。從2012年起，新疆啟動(dòng)《新疆新增1 000萬只出欄肉羊綜合生產(chǎn)能力建設(shè)規(guī)劃 (2012～2015年)》，提出的北疆圍繞畜牧業(yè)、南疆圍繞林果業(yè)，調(diào)優(yōu)種植結(jié)構(gòu)的要求，著力加強(qiáng)飼草料生產(chǎn)保障體系建設(shè)。魏敏等[1]測(cè)定出新疆奎屯棉花秸稈中粗蛋白6.5%，比玉米秸稈、稻草和小麥秸稈的粗蛋白含量都要高。棉酚是錦葵科棉屬植物色素腺產(chǎn)生的多酚二萘衍生物俗稱棉毒素，是棉花秸稈作為飼料的限制因素。存在形式有兩種，即結(jié)合棉酚 (boundgossypol) 和游離棉酚 (freegossypol)。含有一定量的游離棉酚(freegossypol)，可以導(dǎo)致動(dòng)物生長(zhǎng)受阻、生產(chǎn)力下降、貧血、呼吸困難、繁殖力下降、甚至不育，嚴(yán)重時(shí)可致死亡[2]。所以，降解棉酚含量、提高其營養(yǎng)及適口性，是棉稈成為動(dòng)物飼料的當(dāng)務(wù)之急。【前人研究進(jìn)展】生物發(fā)酵法被普遍認(rèn)為是當(dāng)前最安全、脫毒效果好、生產(chǎn)成本低、最有發(fā)展前途的脫毒方法[3]。采用微生物發(fā)酵將棉酚轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，達(dá)到脫毒目的，同時(shí)又可提高粗飼料的營養(yǎng)價(jià)值，增加適口性和采食量[4]。棉酚生物降解的研究歷史由來已久。Reiser[5]發(fā)現(xiàn)反芻動(dòng)物瘤胃中的微生物和酶作用于棉酚，其被破壞并隨纖維素而水解轉(zhuǎn)入真胃中，相對(duì)解決了棉酚的毒性問題；此外還發(fā)現(xiàn)在霉變的棉籽餅中棉酚含量也非常低，說明其中所生長(zhǎng)的某類霉菌對(duì)游離棉酚可能存在降解作用[6]。目前，國內(nèi)所篩選的降解棉酚菌種主要是黑曲霉[7]和產(chǎn)阮假絲酵母[8-9]兩類?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】近年來，運(yùn)用微生物發(fā)酵處理棉稈，主要應(yīng)用于生物肥料，大部分實(shí)驗(yàn)菌株不符合農(nóng)業(yè)部對(duì)飼料微生物添加劑的規(guī)定?！緮M解決的關(guān)鍵問題】篩選較高降解棉酚能力且適用于飼料發(fā)酵的益生菌株，并采用響應(yīng)曲面法進(jìn)行固體發(fā)酵工藝條件的研究，達(dá)到最好的脫毒效果及提高棉稈營養(yǎng)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1材 料

1.1.1醋酸棉酚

醋酸棉酚：購自上海生物工程有限公司，純度99%。

1.1.2樣 品

實(shí)驗(yàn)室已有菌株；五家渠棉花種植地土壤；吐魯番鄯善縣魯克沁鎮(zhèn)牧場(chǎng)牛、羊、駱駝新鮮糞便。

1.1.3培養(yǎng)基

MRS培養(yǎng)基、YPD培養(yǎng)基、LB培養(yǎng)基、NA培養(yǎng)基見《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)》[10]。以醋酸棉酚為唯一碳源的培養(yǎng)基：醋酸棉酚5.0 g，(NH4)2SO22.0 g，MgSO·7H2O 0.2 g，NaH2PO4·H2O 0.5 g，CaCl2·H2O 0.1 g，K2HPO40.5 g。瓊脂15 g，蒸餾水1 000 mL，pH 7.2～7.4。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基：五家渠農(nóng)戶粉碎棉秸稈。

1.2方 法

1.2.1初篩棉酚降解菌株

取1 g新鮮土樣(牛、羊、駱駝新鮮糞便)于9 mL無菌水中，經(jīng)過梯度稀釋，涂布于初篩培養(yǎng)基平板上，35℃恒溫倒置培養(yǎng)48 h，挑取分離得到的形態(tài)不同的單菌落，分別轉(zhuǎn)接到以醋酸棉酚為唯一碳源的平板培養(yǎng)基上，然后倒置于35℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h。挑選能夠生長(zhǎng)的菌株轉(zhuǎn)接至NA培養(yǎng)基斜面上，35℃恒溫培養(yǎng)24 h，置于4℃冰箱保存。

將實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有菌株分別在棉酚濃度為100、200 、300 、400 、500 和1 000 mg/kg的NA培養(yǎng)基平板中35℃培養(yǎng)48 h，觀察菌株的生長(zhǎng)狀況，挑選耐受棉酚菌株。

1.2.2復(fù)篩棉酚降解菌株

將初篩耐受棉酚的菌種制備成活菌數(shù)為1010～1011CFU的菌懸液，固體培養(yǎng)基棉秸稈處理為1～2 cm長(zhǎng)度，加水量60%，接菌量5%，混勻，裝入1 L的太空杯中。對(duì)照組加入5%的無菌生理鹽水替代菌懸液。置于室溫發(fā)酵30 d后，自然晾干，粉碎，過40目篩，測(cè)定發(fā)酵前后的棉酚含量，根據(jù)棉酚降解率，選擇優(yōu)良菌株。

1.2.3菌株間拮抗實(shí)驗(yàn)

將篩選得到的菌株在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板上兩兩交叉劃線，倒置放于35°C的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3 d，觀察交叉點(diǎn)菌株生長(zhǎng)情況。交叉點(diǎn)菌株不生長(zhǎng)的為菌株之間有拮抗作用，實(shí)驗(yàn)選用不產(chǎn)生拮抗作用的菌株并進(jìn)行合理組合。

1.2.4棉酚降解菌株分子生物學(xué)鑒定

采用美國ZR Fungal/Bacterial DNA KitTM試劑盒提取菌株基因組。利用通用引物擴(kuò)增細(xì)菌16s rDNA或真菌18s rDNA。PCR擴(kuò)增反應(yīng)體系為50 μL，含有24 μL premixTaq，引物各1 μL，模板2 μL，無菌水22 μL。16s rDNA擴(kuò)增條件：94℃ 4 min；94℃ 30 s，57℃ 30 s，72℃ 90 s，30個(gè)循環(huán)；72℃ 10 min；18s rDNA擴(kuò)增條件：94℃ 5 min；94℃ 30 s，52℃ 60 s，72℃ 90 s，30個(gè)循環(huán)；72℃ 10 min。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)l%瓊脂糖凝膠電泳分離鑒定，測(cè)序由上海生物工程有限公司完成。將測(cè)序得到的序列與GenBank數(shù)據(jù)庫中的核苷酸序列進(jìn)行BLAST分析，從中獲取相近的序列，用ClustalX 軟件和 MEGA 6.0 中的Neighbor-joining 法構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。根據(jù)我國農(nóng)業(yè)部《飼料添加劑品種目錄(2013)》中規(guī)定的可以直接飼喂動(dòng)物的飼料級(jí)微生物添加劑菌種，篩選出適用于飼料發(fā)酵的降解株菌。

1.2.5確定混菌配比

挑選4株共生菌，分別準(zhǔn)備種子培養(yǎng)液，設(shè)計(jì)不同混合配比進(jìn)行固體發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。在室溫下，以5%的接菌量、60%的含水量、發(fā)酵30 d。列出混合配比試驗(yàn)設(shè)計(jì)。表1。

表1混菌混合配比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

Table 1The design of mix strain rate

名稱Primername菌株1Strain1菌株2Strain2菌株3Strain3菌株4Strain41111122111312114112151112CK0000

1.2.6棉秸稈固體發(fā)酵條件優(yōu)化

以棉稈為底物，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)，室溫下做發(fā)酵瓶裝試驗(yàn)。以Y游離棉酚的含量為指標(biāo)，考察以發(fā)酵初始加水量X1、接種量X2、發(fā)酵時(shí)間X3為試驗(yàn)因素，進(jìn)行二次回歸中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，擬合自變量與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系。其中加水量為50%、60%、70%；接種量為5%、10%、15%；發(fā)酵時(shí)間為30、45、60 d。

1.2.7測(cè)定棉酚含量

按國標(biāo)GB13086-91《飼料中游離棉酚的測(cè)定方法》測(cè)定。

2結(jié)果與分析

2.1棉酚降解菌的分離篩選

采用以醋酸棉酚為唯一碳源培養(yǎng)基，從五家渠棉花種植地土壤、吐魯番鄯善縣魯克沁鎮(zhèn)牧場(chǎng)牛、羊、駱駝新鮮糞便和實(shí)驗(yàn)室已有菌株中篩選耐受棉酚菌株25株。挑選長(zhǎng)勢(shì)好的菌株10株，經(jīng)搖瓶發(fā)酵后，以5%的添加量，加入1L棉稈中，進(jìn)行固體發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。發(fā)酵30 d后，檢測(cè)棉稈中游離棉酚的含量。CK棉稈中的棉酚含量為326 mg/kg，菌株QC-3的棉酚降解率為69.6%，菌株QC-10的棉酚降解率為69%。另外，菌株QC-1的棉酚降解率為59.2%，菌株QC-4的棉酚降解率為52.1%，菌株QC-6的棉酚降解率為64.7%，菌株QC-7的棉酚降解率為64.1%，各個(gè)菌株對(duì)棉酚都有一定程度的降解。表2

表2　單個(gè)菌株對(duì)棉稈中棉酚降解

2.2菌株間拮抗實(shí)驗(yàn)

將篩選得到的菌株在以醋酸棉酚為唯一碳源的NA培養(yǎng)基平板上兩兩交叉劃線，倒置放于35°C的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3 d，觀察交叉點(diǎn)菌株生長(zhǎng)情況。結(jié)果顯示。交叉點(diǎn)處，菌株沒有生長(zhǎng)或有生長(zhǎng)緩慢的現(xiàn)象，說明兩菌株間產(chǎn)生拮抗作用；交叉點(diǎn)處，菌株生長(zhǎng)良好，說明兩菌株間沒有產(chǎn)生拮抗作用。QC-3、QC-5、QC-9與QC-10兩兩之間沒有拮抗作用，挑選進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。圖1

2.3分子鑒定及系統(tǒng)發(fā)育

棉酚降解菌的基因組 16S rDNA和18S rDNA 的 PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物，所獲得的棉酚降解菌 16S rDNA 和18S rDNA 序列經(jīng)生物公司測(cè)序后，與GenBank中相關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相似性分析，利用MEGA 6.0 中的Neighbor-joining 法構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。菌株QC-3與Candidautilis(AF239662) 處于最小分支，是Candidautilis(AF239662) 的近似種；菌株QC-5與BaclicuslincheniformisPFL (AJ577854.1) 處于最小分支，是BaclicuslincheniformisPFL (AJ577854.1) 的近似種；QC-9與LctobacillusplantarumB21 (NZ_CP010528.1) 處于最小分支，是LctobacillusplantarumB21 (NZ_CP010528.1) 的近似種；QC-10與Bacillussp. cp-p (EU584531) 處于最小分支，是Bacillussp. cp-p (EU584531) 的近似種。圖2

圖1　拮抗性試驗(yàn)結(jié)果

圖2　菌株系統(tǒng)發(fā)育樹

2.4最佳混菌配比確定

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，將菌株QC-3、QC-5、QC-9與QC-10進(jìn)行一定比例的混合。室溫下，以5%的接菌量、60%的含水量、發(fā)酵30 d。對(duì)照CK棉酚含量為283.3 mg/kg，當(dāng)混菌QC-3∶QC-5∶QC-9∶QC-10按1∶1∶1∶1的比例添加時(shí)，脫毒率達(dá)到76.8%；當(dāng)混菌按2∶1∶1∶1的比例添加時(shí)，脫毒率達(dá)到83.9%；當(dāng)混菌按2∶1∶1∶1的比例添加時(shí)，脫毒率達(dá)到83.9%；當(dāng)混菌按1∶1∶2∶1的比例添加時(shí)，脫毒率達(dá)到84.1%；當(dāng)混菌按1∶1∶1∶2的比例添加時(shí)，脫毒率達(dá)到80.2%；當(dāng)混菌按1∶2∶1∶1的比例添加時(shí)，脫毒效果最好，脫毒率達(dá)到86.4%?；旌暇后w發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表3

2.5棉秸稈固體優(yōu)化結(jié)果

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，以脫毒率為響應(yīng)變量，并以固體發(fā)酵的水分、接種量、發(fā)酵天數(shù)為影響因子，進(jìn)行3因素3水平的Box-Behnken響應(yīng)面分析試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果中可以看出，試驗(yàn)組2，發(fā)酵條件為接種量10%、發(fā)酵時(shí)間45 d、水分60%時(shí)，脫毒效果最好，脫毒率為91.1%。表4，表5

采用Design Expert軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)面方差分析，得出二次模型回歸統(tǒng)計(jì)分析表，尋求最佳響應(yīng)因子水平。對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到脫毒率對(duì)水分、接種量、發(fā)酵天數(shù)的二次多項(xiàng)回歸方程：脫毒率%=89.82+0.15×A+2.84×B+0.79×C+3.27×A×B-1.38×A×C-2.30×B×C-0.84×A2-5.11×B2-4.71×C2。表6

研究表明，失擬項(xiàng)不顯著P>0.05，而模型的P值<0.05，表明模型顯著。一次項(xiàng)B，二次項(xiàng)B2、C2對(duì)結(jié)果影響顯著，一次項(xiàng)A、C，交互項(xiàng)AB、AC、BC，二次項(xiàng)A2對(duì)結(jié)果影響不顯著。手動(dòng)對(duì)回歸模型進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的回歸方程為：脫毒率%=89.47+2.84×B+0.79×C-5.15×B2-4.75×C2。表6

表3　混菌混合配比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4　因素水平

表5　Box- Behnken 設(shè)計(jì)方案及響應(yīng)值結(jié)果

表6　二次響應(yīng)面回歸模型方差分析

失擬項(xiàng)不顯著P>0.05，而模型的P<0.01，表明模型高度顯著。優(yōu)化后模型F-value值和模型lack of fit 值變化不大，表明新的擬合方程仍能夠滿足響應(yīng)面分析的要求，可以用此模型對(duì)固體發(fā)酵最優(yōu)條件進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。當(dāng)發(fā)酵條件為水分68.8%、接種量12.8%、發(fā)酵天數(shù)42.5 d，脫毒率可達(dá)到91.4%。采用上述最優(yōu)條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)測(cè)得脫毒率為91.3%。表7

表7　優(yōu)化后結(jié)果

3討 論

3.1從實(shí)驗(yàn)室已有菌株、動(dòng)物新鮮糞便和土壤中選育出10株符合《飼料添加劑品種目錄(2013)》中規(guī)定的降解棉酚菌株。微生物發(fā)酵棉秸稈作為動(dòng)物飼料，脫毒的關(guān)鍵是菌種的選擇。不同微生物菌種對(duì)棉酚的降解能力不同，篩選優(yōu)良的微生物菌種是影響棉秸稈脫毒效果的首要條件。在國內(nèi)外，常采用單一菌種進(jìn)行微生物固體發(fā)酵脫毒。孫建義等[11]利用假絲酵母進(jìn)行棉籽餅脫毒的研究，棉酚脫毒率達(dá)90.0%以上；楊繼良等[12]篩選出脫毒能力較強(qiáng)的酵母菌菌株JM-3，該菌株可降解棉籽餅中80%以上的游離棉酚；顧賽紅等[13]利用黑曲霉PES對(duì)棉仁粕進(jìn)行固體發(fā)酵，游離棉酚由498.0 mg/kg降為57.0 mg/kg，脫毒率達(dá)86.5%。

3.2除了微生物菌種的影響外，固體發(fā)酵過程中含水量﹑接種量﹑發(fā)酵天數(shù)﹑輔料添加等對(duì)發(fā)酵效果有著很大的影響。賈曉峰[14]利用微生物處理棉籽粕，發(fā)酵培養(yǎng)基中添加了麩皮、玉米粉等輔料，料水比為1∶0.9，脫毒率達(dá)90.0%左右；聶蓬勃[15]將棉籽粕50.0℃烘干，料水比為1∶1，脫毒率在51.7%。周生飛[16]利用響應(yīng)面分析法建立棉酚降解率與關(guān)鍵因素之間的二次多項(xiàng)式回歸模型，并通過模型求解確定培養(yǎng)基最佳成分和最優(yōu)發(fā)酵條件：Na2CO30.6 g/L，F(xiàn)eSO472.7 mg/L，MgSO40.6 g/L，水分含量 58.1%和發(fā)酵時(shí)間 31.6 h，預(yù)測(cè)最大棉酚降解率為 60.94%。通過優(yōu)化棉秸稈固體發(fā)酵條件，建立了關(guān)鍵因子影響棉秸稈脫毒率的二次多項(xiàng)數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)研究并確定了棉秸稈固體發(fā)酵脫毒的工藝條件，為實(shí)現(xiàn)棉秸稈微生物發(fā)酵作為動(dòng)物飼料提供了理論依據(jù)。通過響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)得到水分﹑接種量﹑發(fā)酵天數(shù)對(duì)棉酚降解率影響的數(shù)學(xué)模型。

4結(jié) 論

4.1采用醋酸棉酚基礎(chǔ)培養(yǎng)基從五家渠棉花種植地土壤、吐魯番鄯善縣魯克沁鎮(zhèn)牧場(chǎng)牛、羊、駱駝新鮮糞便和實(shí)驗(yàn)室已有菌株中篩選菌株25株。選育出10株符合《飼料添加劑品種目錄(2013)》中規(guī)定的降解棉酚菌株。選用不產(chǎn)生拮抗作用的菌株并進(jìn)行合理組合，確定共生菌株最優(yōu)配比為QC-3∶QC-5∶QC-9∶QC-10按1∶2∶1∶1。菌株QC-3、QC-5、QC-9、QC-10分別為產(chǎn)朊假絲酵母(Candidautilis)、地衣芽孢桿菌(Baclicuslincheniformis)、植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)、枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)。

4.2以生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，利用響應(yīng)面分析法以游離棉酚含量為指標(biāo)，以發(fā)酵水分、接種量、發(fā)酵天數(shù)為試驗(yàn)因素，進(jìn)行二次回歸中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過Design Expert 8.0.6軟件對(duì)經(jīng)手動(dòng)優(yōu)化后的回歸方程求解，在試驗(yàn)的因素水平范圍內(nèi)預(yù)測(cè)最佳發(fā)酵條件為：水分68.8%、接種量12.8%、發(fā)酵天數(shù)42.5 d，在此條件下脫毒率可達(dá)到91.4%。采用上述最優(yōu)條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)測(cè)得脫毒率為91.3%。

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Fund project:Supported by the Youth Funds of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences "Screening and Breeding of Highly-Effected Degrading Gossypol Strains and the Detoxification Effect Demonstration" (xjnkq-2014009) and the Basic Science and Technology Research Support Funds of Non-profit Research Institutions of Xinjiang Uygur Autonomous Region "Microbial Treatment Technology of Cotton Stalks" (KY2014028)

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2016.06.019

收稿日期(Received)：2016-01-14

基金項(xiàng)目:新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年科技基金項(xiàng)目“棉酚降解菌株選育及在棉稈發(fā)酵中的初步應(yīng)用”(xjnkq-2014009); 自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目“棉秸稈飼料化微生物處理技術(shù)研究”

作者簡(jiǎn)介:侯敏(1983 -)，女，新疆人，助理研究員，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)微生物及發(fā)酵工程，(E - mail) hmde_092@ 163. com 通訊作者(Cotresponding author):崔衛(wèi)東(1969-)，男，新疆人，研究員，研究方向?yàn)榘l(fā)酵工程，(E - mail)cuwedo@163.com

中圖分類號(hào)：F303.2 S188

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-4330(2016)06-1114-08

Screening and Breeding of Highly-Effected Degrading Gossypol Strains and Study on Defoxication Technology and Conditions

HOU Min, BAO Hui-fang, WANG Ning, ZHANG Fa-qiang, YANG Rong,LONG Xuan-qi, CUI Wei-dong

(ResearchInstituteofAppliedMicrobiology/XinjiangAcademyofAgriculturalSciences/XinjiangLaboratoryofSpecialEnvironmentalMicrobiology,Urumqi830091,China)

Abstract：【Objective】 The project aims at screening and breeding of degrading gossypol strains and studying the defoxication technology and conditions.【Method】From the existing strains in the laboratory, animal feces and different samples of soil were screened and bred degrading gossypol strains were screened and bred to identify the symbiotic strains mixing ratio, then, moisture, inoculation amount, fermentation time and their interactions on the degradation rate of glucosinolate were evaluated by using a response surface method. Based on this, the optimal levels of these factors were determined by Box-Behnken. 【Result】Ten degrading gossypol strains were bred, and the most optimal rate was 1∶2∶1∶1, The high degradation rate of gossypol was observed in fermentation processes under the optimal conditions: the moisture was 68.75%, the inoculation amount was 12.76%, fermentation time was 42.53 d. Under these conditions, the degradation rate of gossypol reached 91.422,9% .【Conclusion】In conclusion, the optimal fermentation conditions of the detoxification conditions are determined. The results can be used as technical parameters and theoretic basis for decreasing the degradation rate of gossypol with mixture strain on cotton stalks.

Key words:cotton stalk; gossypol: detoxication, solid fermentation