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白腐菌复合菌高效降解竹材木质素的工艺条件的优化白腐菌复合菌高效降解竹材木质素的工艺条件的优化【引言】在当今环境保护与可持续发展的背景下，木质资源的高效利用成为了一个热门的话题。
竹材作为一种重要的木质资源具有广泛的应用前景，然而，由于其纤维结构的特殊性，传统的降解方法难以对竹材中的木质素进行有效处理。
而白腐菌复合菌被证明具有优异的竹材木质素降解能力，研究其降解竹材木质素的工艺条件优化成为了一项紧迫且有意义的课题。
本文将从深度和广度两个方面对白腐菌复合菌高效降解竹材木质素的工艺条件的优化进行全面评估，并提供有价值的观点和建议。
【一、竹材木质素的降解机制】1. 竹材木质素的组成和结构竹材木质素是竹材中最主要的木质组分之一，它主要由纤维素、半纤维素和木质素三种主要成分构成。
在这其中，绝大部分竹材木质素通过β-1,4-糖苷键和酯键结合，形成木质素多聚体的结构。
了解竹材木质素的组成和结构有助于理解其降解机制。
2. 白腐菌复合菌的降解机理白腐菌复合菌是一类具有强大木质素降解能力的微生物。
它们通过产生木质素酶来降解竹材木质素，主要包括纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶。
其中，木质素酶是白腐菌复合菌中最主要的降解酶，能够将竹材木质素的多聚体结构分解成低聚体或单体，从而促进竹材木质素的降解。
3. 降解过程中的影响因素在白腐菌复合菌降解竹材木质素的过程中，存在一系列影响因素，包括温度、pH值、底物浓度、酶浓度等。
其中，温度和pH值是影响降解效果最为重要的因素，适宜的温度和pH值可以使白腐菌复合菌的木质素降解能力得到充分发挥。
【二、白腐菌复合菌高效降解竹材木质素的工艺条件优化】1. 温度的优化白腐菌复合菌的活性受到温度的影响，温度过高或过低都会降低木质素降解的效果。
通过对不同温度下白腐菌复合菌的降解效果进行研究，可以找到最适合降解竹材木质素的温度范围，并确定最适宜的降解温度。
2. pH值的优化白腐菌复合菌对pH值的要求也较为严格，过高或过低的pH值都会对降解效果产生不利影响。
木材腐朽菌分类木材腐朽菌是一类能够分解木材纤维素、半纤维素和木质素等成分，导致木材腐朽的真菌。
它们在自然界的物质循环中起着重要的作用，但对于木材的利用和保存来说，却是一种潜在的威胁。
了解木材腐朽菌的分类，对于木材的保护、利用以及相关领域的研究都具有重要意义。
一、按照腐朽类型分类1、白腐菌白腐菌主要分解木材中的木质素，同时也会对纤维素和半纤维素进行一定程度的降解。
被白腐菌侵蚀的木材，外观通常呈现出白色或淡黄色，质地变得疏松易碎。
白腐菌在自然界中分布广泛，一些常见的白腐菌种类如黄孢原毛平革菌、彩绒革盖菌等。
2、褐腐菌褐腐菌主要降解木材中的纤维素和半纤维素，对木质素的分解能力较弱。
受褐腐菌侵蚀的木材，颜色会变为褐色，木材的强度和韧性显著降低，容易破碎成块状。
典型的褐腐菌有卧孔菌属、层孔菌属等。
3、软腐菌软腐菌主要侵袭木材的表面，导致木材表面变软、凹陷和变色。
与白腐菌和褐腐菌不同，软腐菌主要分解木材中的纤维素，且通常在潮湿的环境中生长。
常见的软腐菌有毛壳菌属、青霉属等。
二、按照生长环境分类1、木生菌木生菌是指那些主要在木材上生长和繁殖的腐朽菌。
它们可以在活立木、枯立木、倒木以及木材制品上生存和繁衍。
这类腐朽菌对木材的破坏作用往往较为直接和显著。
2、土生菌土生菌虽然也能导致木材腐朽，但它们的生长环境主要是土壤。
当木材与土壤接触时，土生菌就有可能侵入木材并引发腐朽。
3、寄生菌寄生菌是指那些需要依赖其他生物才能生存和繁殖的腐朽菌。
在木材腐朽的过程中，寄生菌可能会先寄生在其他微生物或植物上，然后再转移到木材上，从而引发木材的腐朽。
三、按照形态特征分类1、担子菌担子菌是木材腐朽菌中的一大类，其特征是具有担子和担孢子。
担子菌的形态多样，有的呈伞状，有的呈块状。
常见的担子菌如香菇、木耳等，在特定条件下也可能成为木材腐朽菌。
2、子囊菌子囊菌的特征是产生子囊和子囊孢子。
在木材腐朽菌中，子囊菌的种类相对较少，但也具有一定的危害性。
白腐真菌对多环芳烃的生物吸附与生物降解及其修复作用
白腐真菌是一类广泛存在于自然环境中的生物，具有很强的生物吸附和生物降解多环芳烃（PAHs）的能力。
这些真菌能够分泌特殊的酶来降解多环芳烃，将其分解成较小的分子，进一步促进它们被微生物降解。
白腐真菌的生物吸附能力来源于其菌丝结构和表面特性。
菌丝能够扩展到环境中去寻找和吸附多环芳烃，同时菌丝表面的电荷性质可以吸附带有异相电荷的多环芳烃，从而将其固定在其菌丝上。
这种吸附作用可以减少多环芳烃在土壤中的迁移和扩散。
与生物吸附相比，白腐真菌的降解效果更为显著。
它们通过分泌多种酶，如混合酮酸氧化酶、过氧化物酶等，来迅速降解多环芳烃分子。
这些酶能够将多环芳烃氧化成相对较短的链状化合物，然后进一步分解为二氧化碳和水，实现多环芳烃的完全降解。
白腐真菌的降解能力对于多环芳烃的环境修复非常重要。
环境中的多环芳烃污染会对生态系统和人类健康造成严重危害，而使用白腐真菌进行修复可以有效地降低污染物的浓度和毒性。
这种修复方法相对较为经济和环保，是一种可行的治理方法。
总而言之，白腐真菌具有强大的生物吸附和生物降解多环芳烃的能力，可以通过降低污染物浓度和毒性来修复多环芳烃污染的环境。
它们的应用前景广阔，但在实践中仍需要进一步研究和优化。
China Forest Products Industry林产工业，2021，58（03）：16-20白腐菌预处理在生物质材料中的应用∗曹家铭1 张 健2 时君友1 庞久寅1 林 琳1 （1. 北华大学吉林省木质材料科学与工程重点实验室，吉林省吉林市 132013； 2. 北华大学理学院，吉林省吉林市 132013）摘 要：白腐菌经长期的生物进化，形成了一套独特的生理生化机制和强大的降解代谢能力,在木质和非木质材料预处理中都有广泛的应用。
介绍了白腐菌特点及其降解木质素机理，对近年来国内外白腐菌预处理在生物质材料改性中的应用进行综述，重点论述了白腐菌预处理在改善渗透性、提高产氢量、生物制浆、糖化和醇解、堆肥以及饲料预发酵等方面的研究进展，并提出未来白腐菌在生物质材料领域应用的研发重点，为生物质材料的合理利用提供参考。
关键词：生物质； 白腐菌； 预处理； 降解； 木质素中图分类号：TS65文献标识码：A文章编号：1001-5299 （2021） 03-0016-05DOI:10.19531/j.issn1001-5299.202103004Application of White-rot Fungus Pretreatment for Biomass MaterialsCAO Jia-ming1ZHANG Jian2SHI Jun-you1PANG Jiu-yin1LIN Lin1(1.Key Laboratory of Wooden Materials Science and Engineering, Beihua University, Jilin 132013, Jilin, P.R.China;2.College of Science, Beihua University, Jilin 132013, Jilin, P.R.China)Abstract: In the long-term process of biological evolution, white-rot fungus has formed a set of unique physiological and biochemical mechanisms, as well as a strong ability to degrade and metabolize. White-rot fungus have been widely used in the pretreatment of wood and non-wood materials. This article focused on the characteristics of white-rot fungus and the mechanism of degradation of lignin, the application of white-rot fungus pretreatment in the modification of biomass materials in recent years was reviewed. The application of white-rot fungus pretreatment in improving permeability, increasing hydrogen production, biological pulping, saccharification and alcoholysis, composting and prefermentation of feed were emphatically analyzed. The future research and development focus of white-rot fungus in the field of biomass materials were put forward, as well as providing references for the rational utilization of biomass.Key words: Biomass; White-rot fungus; Pretreatment; Degradation; Lignin随着能源危机及环境污染问题日益严重，寻找可替代能源迫在眉睫[1]。
吴 桐，贾锐鱼，路强强，等．白腐菌在木质纤维素酶解中的研究进展［Ｊ］．江苏农业科学，２０２１，４９（５）：３８－４５．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２１．０５．００７白腐菌在木质纤维素酶解中的研究进展吴 桐１，２，贾锐鱼１，路强强２，赵叶子１，２，陈智坤２，任英英２，邢国强３［１．西安科技大学地质与环境学院，陕西西安７１００４３；２．陕西省科学院土壤资源与生物技术应用重点实验室／陕西省西安植物园（陕西省植物研究所），陕西西安７１００６１；３．西安市阎良区国强瓜菜专业合作社，陕西西安７１００８９］ 摘要：木质纤维素是参与生物地球化学循环的重要组成物，生物酶解是实现其物质利用的有效途径。
白腐菌（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）作为腐殖质寄生型真菌，是酶解园林生物质的模式菌种之一，已被广泛应用于生物降解领域。
为更全面认识白腐菌对木质纤维素的酶解能力和研究现状，从酶活水平对白腐菌的酶解机制和适用条件进行综述，介绍该菌种在饲料生产、生物堆肥、生物预处理等方面的应用进展。
构建以白腐菌为核心的酶解菌系是实现园林生物质快速降解、高效利用的有效途径。
关键词：白腐菌；木质纤维素；生物酶解；应用现状 中图分类号：Ｘ１７２；Ｓ１８２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２１）０５－００３８－０７收稿日期：２０２０－０７－２８基金项目：陕西省科学院科技计划（编号：２０１８Ｋ－１１、２０２０Ｋ－０８）；西安市科技计划（编号：２１９３０５８ＹＦ０４６ＮＳ０４６）。
作者简介：吴 桐（１９９４—），女，吉林松源人，硕士，主要从事植物资源化利用研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：２７０２７６４９１＠ｑｑ．ｃｏｍ。
通信作者：路强强，博士，主要从事植物资源化学相关工作。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｕｑｉａｎｇ＠ｘａｂ．ａｃ．ｃｎ。
园林生物质是园艺维护及农林作业所产生的废弃物，是地球生物圈储量最为丰富的碳水化合物资源［１］。
文章编号:0490-6756(2000)0z -0161-06白腐菌液体培养产生木质纤维素降解酶的研究谢君1,任路1,李维1,孙迅2,张义正1,*(1.四川大学生命科学学院分子生物学实验室,成都610064;2.山东荷泽师范学院生物系,山东荷泽274015)摘要:选用45枚白腐真菌,首先根据RB 亮蓝变色反应,初筛出6枚菌株.采用正交实验确定了这6枚菌株的最佳液体产酶培养基,讨论了它们产木质素降解酶的行为.根据其产酶的特性,从中筛出2枚在液体培养基中产酶能力最强且产酶较快的菌株.结果表明,侧耳sp2和粗毛栓菌在液体培养中具有很强的产酶能力且产酶较快,且首先降解木质素,是生物制浆中原料预处理的优良菌株,具有一定的应用前景.关键词:白腐真菌;菌株筛选;液体培养;产酶能力;木质纤维素降解中图分类号:Q345.23 文献标识码:A 木质素是植物的主要成分之一,它是植物细胞胞间层和初生壁的主要填充物,其产量是仅次于纤维素的最为丰富的有机物,通常在木质细胞中占15%～30%.从化学结构看,针叶树的木质素主要由松柏醇的脱氢聚合物构成愈创木基木质素;阔叶树的木质素由松柏醇和芥子醇的脱氢聚合物构成愈创木基-紫丁香基木质素;而草本植物则是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇的脱氢聚合物和对香豆酸组成[1～4].因而使木质素成为结构复杂、稳定、多样的生物大分子物质,一般难于被微生物降解.植物的生物质,主要是由木质素、纤维素和半纤维素相互镶嵌结合而成.木质素以衬质包囊着纤维素和半纤维素,且木质素沉积或填充于纤维素构成的微晶纤维中,这些都阻碍了纤维素的生物降解和利用.因而使得利用微生物降解木质素,以有效地转化地球上最大碳源纤维素和半纤维素受到极大的限制,故木质素的降解成为地球生物圈中碳素循环的障碍[5].自然界参与降解木质素的微生物种类有真菌、放线菌和细菌,而真菌是最重要的一类.现已发现可降解木质素的真菌有苍烟管菌(Bjerkandera )、鬼伞菌(Coprinus )、灵芝菌(Ganoder -ma )、香菇(Lentinula )、蜜孔菌(Pycnoporus )、平革菌(Phanerochaete )、侧耳菌(Pleurotus )、多孔菌(Polyporus )、射脉菌(Phlebia )等.根据真菌降解木质素时木材的变化,将其分为白腐真菌(white -rot fungi )、褐腐真菌(brow n -rot fungi )和软腐真菌(soft -rot fungi ),其中大型担子真菌———白腐菌是目前已知的自然界中对木质素具有最强降解能力的一类真菌,它们也是已知唯一的在纯培养条件下能够将木质素最终矿化的微生物.虽然褐腐菌、软腐菌、放线菌和细菌也能在木质素的降解过程中发挥一定作用,但一般认为它们仅起二次性的作用[6].因此,白腐菌已成为研究木质素降解的首选微生物.它们通过分泌漆酶(laccase ,Lacs )、木质素过氧化物酶(Lig ninperoxidase ,LiPs )、锰过氧化物酶(M anganese -dependentperoxidase ,MnPs )、纤维素酶收稿日期:2000-07-20*通讯作者2000年10月第37卷增刊 四川大学学报(自然科学版)Journal of Sichuan University (N atural Science Edition ) Oct .2000Vol .37Sup162四川大学学报(自然科学版) 第37卷(Cellulase,Cels)和半纤维素酶(Hemicellulase,Hcels)等降解植物的生物质.由于白腐菌在造纸工业中的生物制浆和纸浆生物漂白[7,8]、环境保护[9,10]等方面有着巨大的应用前景,因此愈来愈受到关注.国际上近年来就如何提高白腐菌木质素降解酶的产量进行了大量工作,而高产菌株的筛选亦是最重要的内容之一[11].本研究选取45株白腐真菌菌株,其中大多数都是能在植物秸秆或废弃物上栽培的蘑菇菌种,它们都有较高的降解木质纤维素的能力,以期从中选择出一些在不同条件下能大量产生某种具有特色的木质纤维素降解酶菌株.首先用加有染料Remazol blue亮蓝(RB)的平板进行初筛,然后对初筛菌株在不同液体培养基中产酶能力进行研究,由此选择一些有特色的木质纤维素降解酶高产菌株.1 材料与方法1.1 菌株实验中使用的菌株有侧耳菌(Pleurotus)39株,购自四川省农业科学研究院土壤肥料研究所;粗毛栓菌(Trametes gallic),裂褶菌(Schizophy llum comm une AM06)和黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium1767).1.2 主要仪器及试剂UV-265可见紫外分光光度计(日本Shimadzu公司);RB亮蓝、2.2'-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸(ABTS)、藜芦醇购自美国Sigma公司,其它试剂均为分析纯试剂.1.3 培养基PDA培养基和Kirk低氮培养基按文[12]配制.为了能较快地考察出多个真菌菌株在不同浓度的氮源、碳源、无机元素和VB1条件下的产酶情况,特按附表的设计方案进行正交实验.附表 培养基组成的正交设计方案培养基酒石酸铵(mL)葡萄糖(mL)大量元素(m L)微量元素(mL)V B1(mL)LM112.5551LM217.515153LM3102.515153LM4107.55511.4 菌株的培养1.4.1 菌种的培养与保存 将菌种接种于PDA平板上,28℃下培养.置于4℃冰箱中短期保存;在斜面上加已灭菌的矿物油,于4℃下长期保存.1.4.2 初筛实验[13] 从PDA平板上取出0.8cm2的菌塞接种于含有625μg/mL Romazol亮蓝的Kirk培养基中,28℃培养,观察颜色变化.1.4.3 液体静止培养实验 将同一菌株,分别接种于LM1,LM2,LM3和LM44种的培养基中,50mL培养基接种1×0.8cm2的菌丝塞,3个平行样,置于28℃静止培养.每2d取样测定Lac,Lip,MnP,Cel和H c el酶活一次,实验持续24d.1.5 酶活测定方法漆酶活性的测定采用ABTS法[14];木质素过氧化物酶活性的测定采用藜芦醇法[15];锰过氧化物酶活性的测定见文[16];纤维素酶活性测定[17],以RB 亮蓝染色的微晶纤维素[18]为底物进行测定;半纤维素酶活测定则以木聚糖为底物进行测定[19].2 结果2.1 初筛实验由于许多可降解木质素的白腐菌能使培养基中的RB 亮蓝逐步转变成橙黄色,因而将45株供试的真菌,接种于RB 亮蓝平板上,观察它们对RB 亮蓝的褪色时间,从中选出褪色能力较强且褪色反应较快的10株菌.然后将此10株菌进行液体培养,测定其胞外酶Lac ,Lip ,MnP 活性.由此选出产酶能力较强的侧耳sp1,侧耳sp2,侧耳sp3,侧耳sp4,侧耳sp5和粗毛栓菌等6株菌进一步进行液体培养实验.2.2 在不同液体培养基中的产酶能力因为要测定6株菌在不同培养时间产生4种酶的活性,工作量很大,因而选择了3因子2水平的液体培养正交实验方案.实际上附表中的LM1是低氮低碳低无机盐培养基,LM 2是低氮高碳高无机盐培养基,LM3是高氮低碳高无机盐培养基,LM4是高氮高碳低无机盐培养基.现将6枚菌株在4种培养基中所产生的4种酶的最高酶活的先后时间顺序见附图.侧耳sp1,Lac 在LM 2中16d 达169.5U /L ,22d 达244.3U /L ;Lip 在LM 2中6d 达1.792U /L ;MnP 在LM 4中16d 达38.46U /L ;Hcel 在LM4中12d 达577.3U /L .侧耳sp2,Lac 在LM2中12d 达243.2U /L ;Lip 在LM 2中12d 达2.330U /L ;MnP 在LM 2中6d 达127.9U /L ;H cel 在LM 2中12d 达588.4U /L ,18d 达677.2U /L .侧耳sp3,Lip 在LM 2中,8d 达1.97U /L ;M np 在LM1中,10d 达7.69U /L ;Lac 在LM 4中,14d 达368U /L ;Hcel 在LM2中,14d 达677U /L .首先Lip 在8d 达峰值,然后MnP 在10d 达峰值,最后Lac 和Hcel 都在14d 达峰值.侧耳sp4,Lip 在LM 2中,10d 达1.43U /L ;Hcel 在LM 4中,14d 达666U /L ;MnP 在LM 3中,18d 达4.81U /L ;Lac 在LM2中,20d 达299U /L .首先Lip 在10d 达峰值,然后按Hcel 、M nP 和Lac 的先后顺序达到峰值.侧耳sp5,M nP 在LM 1中,6d 达16.4U /L ;Lac 在sLM 4中,10d 达274U /L ;Lip 在LM 1中,14d 达5.98U /L ;Hcel 在LM 2中,14d 达799U /L .首先MnP 在6d 达峰值,然后Lac 在10d 达峰值,最后Lip 和Hcel 都是在14d 达峰值.粗毛栓菌,M np 在LM2中,6d 达64.42U /L ;Lip 在LM3中,10d 达1.97U /L ;Lac 在LM 3中,12d 达1824U /L ;Hcel 在LM2中,18d 达866U /L .首先MnP 在6d 达峰值,然后Lip 在10d 达峰值,Lac 在12d 达峰值,最后Hcel 在18d 达峰值.纤维素酶(Cel )的酶活采用微晶纤维素法、滤纸条法都未测出,表明这两株在液体培养基条件下不产纤维素酶或产酶活性太低以至无法检出.3 讨论 研究结果表明,对于6菌株的4种酶在4种培养基中,都具有两个或以上的活性峰期,这提示这些木质素降解菌株在液体培养基条件下都具有两个或以上的生理活跃期.163增刊 谢君等:白腐菌液体培养产生木质纤维素降解酶的研究附图 6枚菌株在液体培养基中产酶峰值及时间分布结果(U /L ) Lac 除sp2外,Hcel 除T .gallic 外,sp2,sp3和T .gallic 产MnP ,改变培养基只影响酶的产量,而对酶活峰值时间影响较小;sp2产Lac ,6株菌产LiP ,sp1,sp4和sp5产MnP ,T .gallic 产Hcel ,改变培养基不仅影响酶的产量,而且影响酶活峰值时间的到达,这提示菌株的代谢模式和酶的基因表达调控方式与营养条件有关.6种菌株的酶除Hcel 外,其它3种酶所需的营养条件都有所不同,表明同一种酶在不同菌株中,多数都具有同工酶,且基因表达调控方式都是有所差异的;同一菌株不同酶的表达所需的营养条件也是各不相同的;而且各菌株4种酶活性达峰值的顺序,除侧耳sp2和粗毛栓菌相同外,其余都有所差异.通过对各菌株产酶的第一个峰进行统计分析知,Lacs 在sp1-4中受氮源影响最大,而在164四川大学学报(自然科学版) 第37卷sp5和T .gallic 中却受碳源、微量元素和VB1影响最大;而LiPs ,除sp4受微量元素和VB1影响最大外,在其余5株均受氮源影响最大;对于Hcel ,sp1和sp2分别受氮源、微量元素和VB1影响最大,而sp3-5和T .gallic 则均受碳源影响最大.侧耳sp2是M np 的高产菌株,最高酶活性是P .chrysosporium 的50多倍[21],6d 便可达到最高峰,而且产生4种酶的最佳培养基都是LM 2,这对应用也十分有利;MnP 是降解木质素的最重要酶之一,它的峰值期比Hcel 的峰值期早6d ,表明该株菌是先降解木质素,然后再降解半纤维素和纤维素,M nP 达到峰值的培养时间只需6d ,因此侧耳sp2在生物制浆中具有一定的实用前景.侧耳sp3,是Lip 的高产菌株,虽然最高酶活性比P .chrysosporium 高,但产酶峰值期推迟16d [20].粗毛栓菌是Lac 和Hcel 的高产菌株,其中产Lac 的最佳培养基是LM 3,12d 时可达1824U /L ,约是P .chrysosporium 的30倍[20];H cel 的最佳培养基是LM2,18d 时可达865.9U /L .Lac 也是降解木质素的最重要酶之一,它的峰值期比Hcel 的峰值期早6d ,表明该株菌也是先降解木质素,然后再降解纤维素和半纤维素,Lac 达到峰值的培养时间也较短,这对生物制浆过程中预处理原料非常有利,可望成为生物制浆中原料预处理的优良菌株,具有一定的应用前景.参考文献:[1] Higuchi T H .Biodegradation of lig nin :biochemistry and potential applications [J ].Exper tia ,1982,38:159～166.[2] Zimmermann W ,Broda P .Conventio nal and high -performance size -exclusion chromatog raphy and gramineosLignin -carbohydrate complex [J ].Method .Enzymolo ,1988,161(B ):191～199.[3] Zyskind J W ,Bernstein S I .Recombinant DN A labo rato ry manual [J ].Academic Press ,Inc ,1981,224.[4] Zhang Y Z .Molecular cloning of lignin peroxidase cDNA s and genes from a w hite -rot basidiomy cete fungusPhanerochaete chrysosporium [M ].Dissertation for the degree of P h .D .M ichigan State U niversity ,1987.[5] Zeikus J G .Lig nin metabolism and the carbo n cycle :poly mer biosynthesis ,biodegradation ,and environmentalrecalcitrance .In advances in M icrobial Ecolog y .A lexander .M .(Ed .).Plannum Press ,N Y ,1981,5:211～243.[6] Burdsall H H ,Esly n E .A new Phanerochaete w ith a Chrysosporium imperfect state [J ].M y cotaxo n ,1974,1:123～133.[7] Reid I D ,Paice M G .F EM S M icrobio l Rev ,1994,13(2-3(:369～375.[8] M artinez A T ,Camarero S ,G uillen F ,et al .F EM S Microbiol Rev ,1994,13(2-3):265～273.[9] Davis S ,Burns R G .Appl .M icrobiol Biotechnol ,1992,3794):474～479.[10] Bollage J M ,Shuttlew orth K L ,Anderson B K .Appl Environ Microbiol ,1988,54:3086～3091.[11] 王佳玲,余惠生,付时雨,等.白腐菌漆酶的研究进展[J ].微生物学通报,1998,25(4):233～236.[12] M ing Tien T ,Kent Kirk .Lig nin Perox idase of P hanerochae te chrysosporium [J ].M ethods Enzymol ,1988,161B :238～249.[13] F ahraeus G ,T ullende V .Phy siologia Plantarum ,1956,9:494～501.[14] Childs R E ,Bardsley W G .T he steady -state kinetics of peoxidase with 2,2'-azino -di -(3-ethy l -benzthiazo -line -6-Sulphonic acid )as chromogen [J ].Biochem .J ,1975,145:93～103.165增刊 谢君等:白腐菌液体培养产生木质纤维素降解酶的研究166四川大学学报(自然科学版) 第37卷[15] Tien M,Kick T K.Lig nin deg rading enzy me from P.chrysosporium.Purification,Characterization andcataly tic properties of a unique H2O2-requicing eny genes[J].Proc.Na tl.A A,1984,81:2280～2284.[16] M ichael H,G lod,Glenn K.M ethod.Enzymol,1988,161B:258～264.[17] Leisola M,Linko M.Anal.Bio chem,1976,70,592.[18] Leisola M,Linko M,Karvo nen E.Proc.Sy mp.Enzymatic Hy droly sis Cellulose[M].1965.297.[19] N amori T T.Watanabe R.Shinke A,et al.Purification and properties of thermos table xy lanase andβ-x y-losidase pro duced by a new ly isolated Bacillus stearothermophilus strain[J].J.Bacteriol,1990,172:6669～6672.[20] Srinivasan C,Dsouza T M,Boominathan K,et al.Demonstration of laccase in the white rot basidio my cetePhanerochaete chry sospo rium BKM-F1767[J].Appl.Enviro n M icrobio l,1995,61:4274～4277.[21] Paszccy nski A,Craw for d R L,Huy nh V B.M anganese Peroxidase o f Phanerochaete chrysosporium:Purifica-tio n[J].M ethods Enzy mo l,1998,161B:264～274.STUDIES ON WHITE ROT Fungi.PR ODUC ING LIGNINOCELLUL OS E-DEGRADING ENZYMES IN LIQUID S TATE FERMENTATI ONX IE Jun1,REN Lu1,LI Wei1,S UN Xun2,ZHANG Y i-zheng1(1.M olecular Biology Laboratory,College of Life Science,ichuan University,Chengdu610064,China;2.Biology Depar tment,Heze Normal College,Shandong Heze274015,China)A bstract:45w hite rot fungi.Were used in this essay.Six of them w ere screened w ith Re-mazol blue(RB)reactions according to their capability and speed of RB faded.The optimal liquid media for the enzy mes producing were defined by the orthogonal trial,and the behavior of their enzy me producing w as discussed.According to their ability of enzy me producing and time of en-zy me-producing peak,2strains were screened.The w ork indicated that the enzyme-producing a-bility of Pleurotus sp2and Trametes gallic w as hig h and the enzyme-producing peak w as at early stage of fermentation.It w as interesting that the2strains degraded lignin preferentially w ith re-spect to cellulose,which w as very beneficial to biopulping in paper industry.Key words:w hite rots fungi;strains screening;liquid state fermentation;the enzy me-pro-ducing ability;lig ninocellulose-deg rading enzy mes。
木材腐朽菌分类
木材腐朽菌是指能够分解木材纤维素、半纤维素和木质素等多种木
质成分的微生物。
根据其在木材中的生长情况和代谢特点，可以将其
分类为以下几类：
1. 白腐菌（white rot fungi）：白腐菌能够同时分解木质素和纤维素，
导致木材变白变松，并在表面形成白色的霉层。
代表性的白腐菌包括
白腐菌属（Phanerochaete）、金针菇属（Pleurotus）和平菇属（Lentinus）等。
2. 褐腐菌（brown rot fungi）：褐腐菌只分解木质素，而对纤维素不起
作用，导致木材变脆、变褐色。
代表性的褐腐菌有栅孔菌属（Serpula）、裂隙菌属（Gloeophyllum）和桦干孔属（Piptoporus）等。
3. 菌核心腐菌（core rot fungi）：菌核心腐菌主要生长在树干内部的菌
核心，分解木质素和纤维素，导致木材中心部分软化、空洞化。
代表
性的菌核心腐菌包括结核菌属（Inonotus）和爪柄孔菌属（Fomes）等。
4. 柔软腐菌（soft rot fungi）：柔软腐菌生长在潮湿的木材中，对木质
素和纤维素都有部分分解作用，导致木材表面软化、溃烂。
代表性的
柔软腐菌有泥曲霉属（Chaetomium）、柔软腐菌属（Trichoderma）和
锈钉菌属（Fusarium）等。
以上是木材腐朽菌的几大分类方式，各类木材腐朽菌在实际应用中都
有一定的用途，例如白腐菌可用于生产木质素底物和生物质燃料等，褐腐菌则常用于木材的防腐处理。
因此，对于木材行业和生物降解领域的研究和应用，对于各类木材腐朽菌的分类研究显得尤为重要。
白腐菌降解木质素原理
白腐菌降解木质素的原理主要涉及分泌的胞外酶和木质素降解酶系。
以下是详细介绍：
1、白腐菌首先分泌超纤维氧化酶来溶解秸秆表面的蜡质层，并吸附在木质纤维素的端部，随后，菌丝由端部向内生长，分泌纤维素酶、半纤维素酶、内切聚糖酶和外切聚糖酶，这些酶将秸秆降解为小分子碳源和半纤维素，为菌丝的生长和木质素的降解提供必要的碳源和能量。
2、白腐菌的木质素降解酶系统主要包括细胞外过氧化物酶（如锰过氧化物酶-MnP、木质素过氧化物酶-LiP）和细胞外酚氧化酶-漆酶（如漆酶），这些酶能够氧化木质素，木质素是由内部单元C-C键和醚键构成的三维结构，因此，白腐菌的木质素降解酶系统在很大程度上必须是非专一性的酶系统，能够非特异性地分解木质素结构。
木质素在氧化后产生不稳定的自由基，进而引发一系列非酶催化的自发裂解反应，导致木质素聚合体的氧化与断裂。
在木质纤维素体系下，MnP通过形成三价锰来降解酚型木质素，而DyP则用于降解非酚型木质素。
这些过程共同作用，使得白腐菌能够有效地降解木质素。
白腐菌木质素降解酶及其在木质素降解过程中的相互作用唐菊;段传人;黄友莹;孙达;胡江【摘要】木质素是一类不易降解的生物物质,在自然界中,白腐真菌对木质素的降解能力最强.白腐真菌降解木质素主要依靠分泌的三种酶:木质素过氧化物酶(Lip)、锰过氧化物酶(MnP)和漆酶(Lac).对白腐真菌分泌的三种木质素降解酶在性质、分布等方面进行了比较,系境地介绍三种木质素降解酶的催化作用,并阐述其在木质素降解过程中的相互作用.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】5页(P32-36)【关键词】木质素过氧化物酶(Lip);锰过氧化物酶(MnP);漆酶(Lac);木质素;降解【作者】唐菊;段传人;黄友莹;孙达;胡江【作者单位】重庆大学生物工程学院,重庆400030;重庆大学生物工程学院,重庆400030;重庆大学生物工程学院,重庆400030;重庆大学生物工程学院,重庆400030;重庆大学生物工程学院,重庆400030【正文语种】中文木质素是针叶树类、阔叶树类和草类植物的基本化学组分之一，由类苯丙烷单元组成，是一类复杂的芳香聚合物。
木质素结构复杂，单元结构之间多为醚键和C-C 键，十分稳定，不易降解[1] 。
木质素作为植物的组成部分之一，在造纸制浆工业中通常是作为废弃物被直接排放到环境中，由于自然界缺乏对其有效的自净能力，对环境造成了严重的负担，因此对木质素的降解研究受到广泛关注。
在自然界中能够有效降解木质素的微生物包括多种真菌、放线菌及细菌，而能够彻底将木质素分解的主要是真菌类，其中白腐菌是降解木质素能力最强的一类真菌。
白腐菌是一类能够在缺乏营养的木质上生长，并能够将植物的木质组织(纤维素、半纤维素和木质素等)全部降解，引起木质白色腐烂的真菌，这类真菌能够分泌一种或多种木质素降解酶，将木质素降解成为其生长所必需的碳源，从而把木质素降解成CO2和H2O。
木质素降解酶主要包括了3种酶：木质素过氧化物酶(lignin peroxidase，LiP)、锰过氧化物酶(mangnase peroxidase，MnP)、漆酶(laccase，Lac)[2，3] ，这 3 种木质素降解酶均能单独降解木质素，也能两两联合，或者3种酶一起作用对木质素进行降解。
白腐真菌及其漆酶的应用研究白腐真菌是一类产生漆酶的真菌，广泛存在于自然界中，能够分解植物纤维素和木质素。
漆酶是一种蛋白质，具有高度催化活性，能够氧化各种有机物质。
因此，白腐真菌及其漆酶的应用研究在多个领域具有重要意义。
首先，在生物质能源转化中，白腐真菌及其漆酶的应用得到了广泛关注。
生物质能源是可再生能源的重要组成部分，其潜在资源非常丰富。
然而，植物纤维素和木质素的高度结晶性和抗酶解性限制了生物质的高效转化。
而白腐真菌及其漆酶能够有效降解植物纤维素和木质素，促进生物质的降解和转化。
因此，基于白腐真菌及其漆酶的生物质能源转化技术可以有效提高生物质的利用效率。
其次，在环境污染治理中，白腐真菌及其漆酶的应用也具有潜力。
许多有机污染物，如农药、染料和有机废物等，对环境和人类健康造成了严重威胁。
传统的污染物处理技术通常昂贵且不具备高效环保的特点。
而白腐真菌及其漆酶通过催化氧化有机物质，能够将有机污染物降解为无毒的物质。
因此，基于白腐真菌及其漆酶的环境污染治理技术有望成为一种高效、经济和环保的处理方法。
此外，白腐真菌及其漆酶的应用还可以推动生物医药领域的发展。
近年来，特别是在抗癌药物的研发方面，白腐真菌及其漆酶被广泛用于合成生物活性化合物。
漆酶作为一种催化剂，具有选择性催化和高效的特点，能够催化各种有机合成反应，合成具有药理活性的化合物。
因此，基于白腐真菌及其漆酶的生物活性化合物合成技术极大地推动了新药研发的进程。
综上所述，白腐真菌及其漆酶在生物质能源转化、环境污染治理和生物医药等领域的应用研究具有重要的意义。
随着对可再生能源、环境保护和药物研发的需求不断增加，相信白腐真菌及其漆酶的应用将继续得到进一步的研究和开发。
白腐菌名词解释白腐菌是一类广泛存在于自然界中的真菌，以其强大的生物降解能力而闻名于世。
它们能够将木质纤维素、半纤维素、木质素等复杂的有机物转化为可溶性物质和CO2，促进自然物质的循环，起到了重要的生态作用。
白腐菌不仅是天然资源回收利用的重要基础，也为科学家们研究生物降解及其它相关领域提供了宝贵的研究材料。
下面，我们将详细解释一些有关白腐菌的重要术语和概念。
1.纤维素分解酶：纤维素是植物细胞壁的主要成分，它是一种复杂难分解的多糖类。
白腐菌通过产生一系列不同类型的纤维素分解酶来分解纤维素，其中包括纤维素酶、β-葡聚糖酶、β-半乳糖苷酶等，这些酶分解纤维素为可溶性的低聚糖、葡聚糖等，为白腐菌的生长提供源头物质。
2.木质素分解酶：木质素是维管植物中木质部的主要成分之一，具有高度的结构复杂性和抗生物降解性。
白腐菌产生的木质素分解酶主要包括木质素过氧化物酶、酚氧化酶等，通过氧化、去羟基化等化学反应将木质素分解为低分子化合物，以供其生长生物合成所需物质。
3.脱酸化酶：脱酸化酶是一类类胡萝卜素降解酶，可将多种颜色物质转化为无色的物质，从而导致食物、细胞质膜等变色。
白腐菌产生的脱酸化酶可以将具有色素的腐木材料转化为无色的物质，使其保持自然状态。
4.生物浸出：生物浸出是指白腐菌所产生的酶以及它们分解有机物质的产物，能够溶解或提取出各种有机物质，包括木质素、半纤维素和纤维素等复杂有机化合物。
生物浸液中的物质可以被输送到周围的微生物中，产生共生作用。
5.寄主选择性：白腐菌通常对寄主的选择性比较弱，它们可以在许多植物和其他物质的基质中生长，从而保持其生态功能。
这种寄主选择性使得它们成为了环境中植物、木材等自然物质的降解先锋。
6.竞争作用：白腐菌在降解复杂有机物质的同时，也与其他微生物和生物体竞争生长和生存空间。
因此，白腐菌与其他微生物的竞争作用是影响生物降解效率的重要因素之一。
在现代的生态学和生物技术中，白腐菌综合利用的研究和开发是备受关注的热点领域。
木质素促进白腐真菌降解偶氮染料的机制研究
引言：
偶氮染料是一类广泛应用于纺织、皮革、食品等行业的染料，但其存在会对环境造成污染。
白腐真菌是一类能够降解有机物质的微生物，因此研究木质素促进白腐真菌降解偶氮染料的机制，对于环境保护和资源利用具有重要意义。
一、木质素的作用
木质素是一种存在于植物细胞壁中的复杂有机化合物，其结构中含有苯环和苯丙基结构。
研究表明，木质素可以促进白腐真菌的生长和代谢，提高其降解有机物的能力。
这是因为木质素可以作为真菌的碳源和能量来源，同时还可以激活真菌的酶系统，增强其降解能力。
二、偶氮染料的降解机制
偶氮染料的降解主要是通过微生物的代谢作用实现的。
白腐真菌是一类能够降解偶氮染料的微生物，其降解机制主要包括两个步骤：第一步是偶氮染料的还原，将其还原为氨基化合物；第二步是氨基化合物的降解，将其降解为无害的物质。
三、木质素促进偶氮染料降解的机制
研究表明，木质素可以促进白腐真菌对偶氮染料的降解。
其机制主要包括以下几个方面：首先，木质素可以作为真菌的碳源和能量来源，
提供充足的能量和营养物质，促进真菌的生长和代谢；其次，木质素可以激活真菌的酶系统，增强其降解能力；最后，木质素可以与偶氮染料发生化学反应，形成复合物，从而促进偶氮染料的降解。
结论：
木质素可以促进白腐真菌对偶氮染料的降解，其机制主要包括提供碳源和能量、激活酶系统、与偶氮染料形成复合物等方面。
这为偶氮染料的治理和资源利用提供了新的思路和方法。
