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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。
白腐真菌处理秸秆的研究闵晓梅 孟庆翔中国农业大学动物科技学院摘要 某些白腐真菌能选择性的降解秸秆木质素,提高秸秆瘤胃干物质降解率和改善秸秆营养价值,因此,白腐真菌日益受到国内外学者的重视。
本文主要阐述白腐真菌降解秸秆木质素的机理、处理前后秸秆化学成分和瘤胃干物质消失率的变化、影响处理效果的因素以及生产实践中需要解决的问题。
关键词 白腐真菌 木质素 降解 消失率 农作物秸秆由于营养品质低下,适口性差等原因,在饲料方面的利用率很低,一般不超过15%～20%,从而造成大量氮素和有效能的损失。
大量的研究表明,在动物可食入情况下,4kg秸秆的有效能值相当于1kg玉米的有效能值。
目前我国每年生产秸秆517亿t左右,若将秸秆利用率从20%提高到50%左右,仅此一项即可节约饲用粮51714×(50—20)%=4275万t,从而能有效地缓解日益严峻的人畜争粮的矛盾。
在秸秆饲喂反刍动物时,需对秸秆进行预处理,以提高其营养价值、适口性等。
预处理包括物理、化学、生物等方法。
基于我国国情,虽物理、化学处理方法对秸秆品质均有较大改善,但是由于实际生产中成本、操作和环境污染等方面原因,推广使用范围较小。
一系列的实验室研究和饲养试验表明,微生物处理秸秆具有广阔的前景。
近年来,国内研究使用较多的是以乳酸菌—纤维分解菌—丙酸菌为主的微生物活菌制剂。
虽然经处理秸秆的瘤胃干物质消失率没有显著提高,甚至反有下降,但由于秸秆的适口性明显改善,牛羊秸秆的采食量大幅增加,日增重效果明显优于未经处理的秸秆,加上其操作简单易行、成本低,受到牛羊养殖户的极大欢迎。
自70年代以来,国外许多学者和研究人员致力于白腐真菌的研究。
Z adrazil等(1982)研究了200多种白腐真菌后发现,有几十种白腐真菌能显著的改善秸秆的适口性,提高木质素的降解率,大幅度(40%～60%)提高秸秆的瘤胃干物质消失率,从而使秸秆成为反刍动物的一种含较高营养价值的廉价能量饲料。
微生物降解秸秆原理简析作者：王文明来源：《南方农业·上旬》2018年第02期摘要农作物秸秆来源丰富，取材方便，秸秆还田不仅节约资源，还可以提高土壤质量。
秸秆的快速降解是秸秆还田效率的关键，微生物参与秸秆分解的多个环节，特别是对秸秆中的纤维素、半纤维素以及木质素的分解起着至关重要的作用。
关键词秸秆还田；微生物；降解；纤维素；半纤维素；木质素中图分类号：S182 文献标志码：B DOI：10.19415/ki.1673-890x.2018.4.011秸秆是农作物收获后的剩余产物，如何利用秸秆已成为研究热点，其中秸秆还田已经成为首选，因为秸秆还田可以把养分归还到土壤，增加土壤有机质，改善土壤质量[1]。
秸秆的主要组成成分中，纤维素含量占30%～35%，半纤维素含量占25%～30%，木质素含量占20%～25%[2]，这些成分需要依靠外界微生物来进行降解[3]。
微生物具有生产流程简单，适应能强等特点，成为秸秆降解的重要参与者，由于其在秸秆腐熟中起着重要作用，目前在农业中、特别是秸秆腐熟中的应用越来越受到关注[4-6]。
1 半纤维素的降解半纤维素的快速降解是秸秆分解最重要的环节[7]，大多数放线菌很容易分解半纤维素，同时能够改变木质素的结构[8-9]，绿色木霉、黑曲霉对玉米秸秆半纤维素的降解效果非常明显，降解率分别达到 47.81%、37.53%[10]。
短小芽孢杆菌降解半纤维素的效果较好，且在酸性环境酶活高，生长适应性强[7]。
有研究表明，在稻秆的降解试验中，食用真菌平菇韩黑和姬菇降解半纤维素的效果非常明显，降解率分别达到51.03%、50.49%[11]。
藤仓赤霉（丝状真菌）对水稻稻秆中半纤维素的降解率高达57.9%，是一种非常优秀的半纤维素降解菌株[12]。
2 纤维素的降解参与纤维素降解由多个酶共同完成，普遍认为有3种：内切酶（内切β-1，4葡萄糖苷酶），外切酶（外切β-1，4葡萄糖苷酶），纤维二糖酶（β-糖苷酶）[13]。
白腐真菌降解油菜秸秆的效果摘要：探究不同发酵时间对白腐真菌降解油菜秸秆效果的影响。
结果表明，经过２０、２５、３０、３５、４０ｄ的发酵，白腐真菌对油菜秸秆的降解效果极显著（Ｐ＜０．０１），发酵第２０天时，油菜秸秆的降解率最高达５８．０７％。
关键词：白腐真菌；油菜秸秆；木质素降解Effects of White Rot Fungi on the Degradation of Rape StalkＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｗｈｉｔｅｒｏｔｆｕｎｇｉｏｎｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｒａｐｅｓｔａｌｋｗａｓｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｈｉｔｅｒｏｔｆｕｎｇｉｃｏｕｌｄｄｅｇｒａｄｅｒａｐｅｓｔａｌｋｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ（Ｐ＜０．０１）ａｆｔｅｒ２０，２５，３０，３５，４０ｄｏｆｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ. Tｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｗａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｏｎｔｈｅ２０ｄ，ｗｈｉｃｈｒｅａｃｈｅｄｕｐｔｏ５８．０７％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｈｉｔｅｒｏｔｆｕｎｇｉ；ｒａｐｅｓｔａｌｋ；ｌｉｇｎｉｎｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ作物秸秆是自然界中最为丰富的可再生资源之一［１］。
作物秸秆资源的利用，既涉及到广大农村的千家万户，又涉及到整个农业生态系统中土壤肥力、水土保持、环境安全以及再生资源有效利用等可持续发展问题，近年来己引起世界各国的普遍关注，并逐步发展成为可持续农业的重要方面。
20世纪80年代初，有学者发现能够利用白腐真菌的生物学特性降解染料［２－４］。
此后，白腐真菌受到许多研究者的高度关注，白腐真菌是自然界中能够降解木质素最有效的生物之一。
有研究表明，经白腐真菌处理的秸秆，木质素降解４０％～６０％［５-９］。
我国是一个农业大国，年产各类秸秆７亿ｔ左右，约占世界秸秆总产量的２０％～３０％［１０－１２］。
青海省年产各种农作物秸秆１７７．２３万ｔ（其中油菜秸秆４４．７４万ｔ）［１３］，这些秸秆大部分作为农村燃料补充和烧荒所消耗，只有很少一部分作为动物饲料，造成大量的生物质资源浪费，并造成一定的环境污染。
降解秸秆的白腐真菌的筛选、优化及混菌发酵研究降解秸秆的白腐真菌的筛选、优化及混菌发酵研究秸秆是农作物的残杂部分，具有丰富的碳和能量资源。
但由于其难以降解和利用，导致大量秸秆被直接焚烧或堆填，产生了严重的环境污染和浪费资源的问题。
因此，开发一种高效降解秸秆的方法，具有重要的意义。
白腐真菌是一类能够快速降解植物纤维素的微生物，具有较强的生物降解能力。
本研究旨在筛选一株具有高降解能力的白腐真菌，并通过优化培养条件，提高其降解效率，最终实现秸秆的高效利用。
首先，我们从土壤样品中分离得到多株白腐真菌，并使用秸秆作为唯一碳源进行筛选。
经过连续的分离培养，从中筛选出一株降解能力较强的白腐真菌。
接下来，我们对筛选出的白腐真菌进行了鉴定，并确定其为曲霉属（Aspergillus）。
为了提高降解效率，我们优化了其培养条件。
通过对培养基中碳源浓度、初始pH值和培养温度的调节，确定最适宜的培养条件。
实验结果表明，当琼脂含有3%的秸秆颗粒、初始pH值为5.5、培养温度为30℃时，白腐真菌的降解效率最高。
随后，我们进行了混菌发酵研究，希望通过混合不同种类的白腐真菌，进一步提高秸秆的降解效率。
选取了经过筛选并具有较高降解能力的两株白腐真菌进行实验。
结果显示，两株白腐真菌的混合能够显著提高秸秆的降解效率。
通过调节不同菌株比例，确定了最佳的混菌比例为1:1。
为了进一步了解白腐真菌降解秸秆的机制，我们对降解产物进行了分析。
利用纤维素酶和木聚糖酶等酶活性测定方法，确定了白腐真菌降解秸秆的主要酶类。
同时，通过液相色谱分析和气相色谱质谱联用技术，对降解产物进行了结构鉴定。
结果发现，白腐真菌能够将秸秆中的纤维素和木质素等复杂物质降解为较简单的可利用物质。
综上所述，本研究成功筛选出了一株高降解能力的白腐真菌，并通过优化培养条件和混菌发酵，提高了其降解效率。
这为秸秆的高效利用提供了一种新的途径。
进一步研究白腐真菌降解机制，有助于深入了解其降解秸秆的分子基础，并为进一步开发降解秸秆的微生物酶提供了理论基础。
白腐真菌降解木质素酶系特性及其应用摘要木质素是潜在的可再生资源,近年来利用白腐真菌对其进行降解已成为研究的热点。
简述了白腐菌降解木质素酶系及催化作用以及白腐真菌的降解机理,介绍了白腐真菌在农作物秸秆、造纸工业、食品工业以及生物堆肥中的应用。
关键词白腐真菌;木质素;解酶;应用木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳-碳键连接而成的具有三维空间结构的高分子芳香族类聚合物,组成单元的结构及其连接键复杂而稳定,使得木质素很难降解[1]。
在植物组织中木质素与半纤维素以共价键形式结合,并将纤维素分子包埋其中,形成一种坚固的天然屏障,使一般微生物很难进入其中分解纤维素。
因此,纤维素的分解关键在于木质素的降解。
在自然界中,木质素的完全降解是真菌、细菌和相关微生物群落共同作用的结果,其中真菌起重要的作用,典型的木质素分解真菌是白腐真菌[2]。
1白腐真菌白腐真菌是一类能使木材呈白色腐朽的丝状真菌。
分类学上白腐真菌属于真菌门,主要为担子菌纲,少数为子囊菌。
它相对于纤维素类成分更易降解木质素,在腐朽木质素过程中几乎是同时破坏多糖和木质素,能在一定条件下将木质的主要成分(木质素、纤维素、半纤维素)全部降解为CO2和H2O。
由于白腐真菌能够分泌胞外氧化酶降解木质素,所以白腐菌被认为是目前最为理想的的一类降解木素的真菌[3]。
目前研究较多的白腐真菌种类有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、彩绒革盖菌(Coridus versicolor)、变色栓菌(Thametes versicolor)、射脉菌(Phlebia ra-diata)、凤尾菇(Pleurotus pulmononanus)、朱红密孔菌(Pycnoporus cinnabarinus)等[4]。
2白腐真菌木质素降解酶在20世纪80年代,木质素降解酶有了突破性研究。
1983年美国的Tien和Kirk带领2个研究小组[5],分别从黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)发现了木质素过氧化物酶(Lignin peroxidase,简称Lip)。
饲料研究FEED RESEARCH NO .5,201115综述白腐真菌对秸秆的降解效果及影响因素张爱武1 董 斌2 康 伟11.吉林农业大学中药材学院2.沈阳鑫育隆饲料有限公司收稿日期：2010 - 12 - 21基金项目：吉林省长春市科技计划项目（09YJ21）通信作者：张爱武农作物秸秆是世界上数量最多的农业生产副产品之一。
据联合国环境规划署报道，世界上种植的农作物每年可提供各类秸秆约20亿t。
我国是农业大国，也是秸秆资源最丰富的国家之一，主要的秸秆约20种，而且数量巨大。
目前秸秆的利用仍以原始利用为主，且利用方式单一，其中玉米秸秆分布广且数量多，利用潜力最大。
由于目前用作饲料的数量还不到秸秆总量的10 ％，秸秆还田和副业加工利用等不到5 ％，大部分被浪费掉。
麦秸和稻草等用作饲料的就更少。
农作物秸秆由于营养品质低下，适口性差等原因，在饲料方面的利用率很低。
饲喂反刍动物时，需对秸秆进行预处理，以提高其营养价值和适口性。
基于我国国情，虽然物理和化学处理方法对秸秆品质均有较大改善，但是由于实际生产中成本、操作和环境污染等方面原因，推广使用范围较小。
一系列的实验室研究和饲养试验表明：利用微生物降解方法处理秸秆具有广阔的前景。
利用微生物可转化秸秆，因为微生物能利用和分解多种畜禽不能利用的复杂有机化合物，合成含有丰富蛋白质和脂肪的菌体细胞，这些分解产物和菌体可用于饲料。
微生物在秸秆转化中有用途多、营养价值高、周期短和可再生等优点，越来越受到国内外研究者重视。
国内研究使用较多的是以乳酸菌-纤维分解菌-丙酸菌为主的微生物活菌制剂。
自70年代以来，国外许多学者和研究人员致力于白腐真菌的研究。
白腐真菌是一类丝状真菌，因腐生在树木或木材上，引起木质白色腐烂而得此名。
它依靠降解木质纤维材料的能力穿入木质，侵入木质细胞腔内，释放降解木质素和其他木质组分的酶，导致木质腐烂成为淡色的海绵状团块——白腐。
分类学上，白腐真菌属于真菌门，绝大多数为担子菌纲，少数为子囊菌纲。
白腐真菌分布十分广泛，无论高山或平原，凡是有树木生长、存放或使用木材的地方都有分布。
各地区白腐真菌种类的变化常随树木种类与气候诸多条件而改变。
1 白腐真菌降解秸秆的效果早在20世纪70年代，国外就比较重视对白腐真菌的研究。
我国近来利用白腐真菌降解秸秆的研究已有所进展。
白腐真菌通过次生代谢物包括，各种胞外酶、过氧化物酶、二价锰过氧化物酶及漆酶的催化作用有效降解木质素。
王连稹报道，白腐菌处理秸秆主要是由于其在生长活动过程中能分泌多种酶，这些降解酶主要是木质素降解酶，其次是纤维素降解酶及半纤维素降解酶，以降解细胞壁物质中的木质素、纤维素及半纤维素。
已知的白腐真菌包括，栓菌属、平革菌属、侧耳菌属、半胶菌属和黑管菌属等；常见的包括，长绒毛栓菌、云芝、黄孢原毛平革菌、糙皮侧耳菌、紫半胶菌、黑管菌和裂褶菌等，国际上很多研究者发现，有降解能力的是黄孢原毛平革菌，属非褶菌目、伏革科和显革菌属。
Zadrazil 等(1984) 对包括桦多孔菌、漏斗状侧耳、云芝深褐色次革菌、辐射卧孔菌、粉状侧孢霉和拟革盖菌等200个品系进行筛选后发现，有几十种白腐真菌能显著改善秸秆的适口性，提高木质素的降解率，大幅度提高秸秆的瘤胃干物质消化率，从而使秸秆成为反刍动物的一种含较高营养价值的廉价能量饲料。
有关香菇菌的研究报道，香菇和平菇等木腐类真菌分解木质素和纤维素的能力较强，这类食用菌16综述此时菌体生物量最高，可达11.36 g/L。
2.3 水分含量水分含量直接影响菌丝的生长，从而影响白腐菌对秸秆中木质素的降解。
一般控制在65 %~75 %。
黄丹莲报道，在白腐菌降解稻草过程中，含水率对固体培养下木质素过氧化物酶活、锰过氧化物酶活和木质素降解程度的影响最大。
2.4 酸碱度酸碱度是影响白腐真菌菌体生长繁殖的重要因素。
pH不同会影响微生物细胞膜所带电荷的状态，改变细胞膜的通透性，从而影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的排泄，菌体在适合的pH下可以获得最佳培养效果。
大多数白腐真菌喜欢微酸性环境，pH保持在4~5即可。
耐碱性白腐真菌的最适pH为7~9，耐酸性白腐真菌的最适pH为3。
2.5 碳源和氮源发酵秸秆中氮的含量与粗蛋白质的提高幅度呈正相关关系，但与白腐真菌的生长发育呈负相关。
氮源的消耗直接影响木质素降解酶的产生，木质素降解酶为次级代谢酶，在自然状态下，通常氮源耗尽才产生。
侯红漫等报道，白腐菌糙皮侧耳在限氮和富氮条件下漆酶酶活差异很大，富氮条件下不利于漆酶的产生和木质素的降解。
Zadrazial (1984)也报道，添加无机氮真菌发酵后秸秆的体外消化率下降。
潘亚杰研究发现，在白腐菌对玉米秸秆的预处理中，添加0.1 %葡萄糖和0.2 %尿素，玉米秸秆木质纤维素的降解率有显著提高，由原来的35 %~40 %提高到55 %~65 %。
碳源是构成菌体的碳架及能量的来源，真菌细胞干质量的一半是由碳组成。
碳源在真菌生长过程中占有很重要的地位，限制碳源不利于微生物的生长，木质素降解是一个次生代谢过程，必须有其他碳源来支持微生物的生长。
2.6 白腐真菌的处理时间白腐菌的降解机制是在适宜的条件下，白腐菌的菌丝首先用其分泌的超纤维氧化酶溶解秸秆表面的蜡质，然后菌丝进入秸秆内部，应答合成多种酶，并分泌到细胞外，构成降解系统的主要成分。
所以，白腐真菌降解秸秆的开始阶段，只是白腐菌的菌丝可以直接利用农作物秸秆，使收菇后剩余的菌糠中木质素的含量大大降低，菌体蛋白的含量超过5 %，可添加于家畜饲料中。
日本福住等用香菇经过2个月对袍树木粉的作用，结果脱木质素达40 ％~50 ％。
柯克等用香菇菌对杨树的木质素和糖类进行分解试验，结果木质素分解量达79 ％，糖类分解量仅12 ％。
袁彤光等证明：香菇白腐真菌具有降解木质素的显著作用。
大量研究表明：白腐真菌可使秸秆中木质素降解率达到40 %~60 %， 纤维素和半纤维素降解率达到20 %~40 %。
英国阿期顿大学最近从秸秆堆中分离出一种白腐真菌，这种微生物只降解木质素，不降解纤维素，可以使秸秆的体外消化率从19.63 ％ 提高到41.13 ％。
王海磊从松林土壤中分离得到的白腐菌其木质素降解率可达71.98 %。
而陈谊报道，白腐真菌对木质素的降解率仅为24 %。
白腐真菌以稻草秸秆为底物进行固态发酵时，可以代谢产生木质素降解酶、纤维素酶和木聚糖酶等多种水解酶，发酵产物中蛋白质含量也有一定提高，但增幅不大，赵华等报道，白腐真菌与假丝酵母菌混合培养有利于纤维素的降解和蛋白质含量的提高。
2 影响白腐真菌降解效果的因素2.1 白腐真菌的菌种Hartig首次发现，部分白腐真菌能够选择性的降解木质素后,人们对此进行了大量的研究。
王海磊从松林土壤中分离得到的白腐菌其木质素降解率可达71.98 %。
而陈谊报道，白腐真菌对木质素的降解率仅为24 %。
这可能是由于不同种类的白腐菌分泌的胞外木质素降解酶的能力不同导致，通常一种白腐菌产生一种或多种木质素降解酶。
2.2 温度温度的高低直接影响白腐真菌产酶能力，过高则降低秸秆木质素的降解率；温度过低，白腐真菌固体发酵的进度缓慢。
Asther等报道，黄孢原毛平革菌在37 ℃培养菌体生长最好，在30 ℃培养则更利于木质素降解酶的产生。
而闵晓梅报道，大多数白腐真菌适宜的生长温度为20~350 ℃。
齐刚报道，随温度的升高，菌体生长速度加快，但温度太高菌体易衰老，白腐菌生长的最适培养温度是30 ℃，饲料研究FEED RESEARCH NO.5,2011饲料研究FEED RESEARCH NO .5,201117综述在植物内部的繁殖和蔓延，也就是说如果微生物发酵时间过短，白腐菌对秸秆的降解作用不大。
但是发酵时间也不宜过长，木质素一旦被降解得过多，其他容易消化的糖类一同被降解，也造成处理秸秆的消化率降低。
在利用白腐真菌处理农作物秸秆时，必须在一定的温度下确定适当的发酵时间，以获得最佳的处理效果。
潘亚杰报道，随着时间的增加，秸秆的生物降解率是逐步增加的。
降解0~7 d，白腐菌对秸秆的降解作用不大；降解7~21 d，木质素的降解率有明显的增加。
3 秸秆生物降解的应用前景在利用秸秆的生产实践中,物理、化学和生物处理方法经常结合使用，而其中生物处理方法，尤其是利用微生物处理代表了今后的发展趋势。
通常，处理前对秸秆进行灭菌处理，排除杂菌的干扰。
但在实际生产中真菌在生长开始阶段受到杂菌污染，一旦条件适宜，杂菌会迅速生长，竞争性抑制白腐真菌的正常生长，从而导致处理失败。
因此，目前绝大部分利用白腐真菌提高秸秆营养价值的研究都限于实验室研究。
因为在实验室的研究大多数对底物进行了消毒或高压灭菌。
不过也有学者报道，在实际生产中可使用杀菌剂，如：生石灰和百菌清等来控制杂菌的生长。
今后在秸秆木质素降解的问题上可行的方法有2种：1）通过菌种筛选和选育，找到能在通常条件下迅速生长，从而与杂菌在竞争中处于生物量的绝对优势的优良品种。
郭爱莲等(2001)用HE—NE 激光选育出高木质素降解的白腐真菌。
2）运用现代分子生物学技术，生产出人工易操作的基因工程菌，对秸秆的降解也是一条有效的途径。
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国家奶牛产业技术体系首席科学家李胜利教授、河北省畜牧局相关领导、部分奶牛体系的岗位科学家和试验站站长出席了会议。
培训之前，专家们首先深入基层，走访了部分奶牛场和奶牛养殖小区，现场咨询，现场指导，针对奶农在养殖过程中遇到的问题进行了现场服务。
