木质素降解微生物的分离筛选(4)
时间:2017-05-26 11:23 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.2 木质素降解微生物 秸秆、树叶及树木等高纤文物质中含有大量的纤文素，同时含有相当的木质素。纤文素是世界上储量最多的可再生资源，它的降解是自然界碳素循环的中心环节，而木质素的存在阻碍了纤文素的降解，从而影响了植物的腐蚀和分解。要彻底降解纤文素，首先必须解决木质素的降解问题，近年来发现，对木质素高效降解的菌株主要有真菌、细菌和放线菌[10]。 1.2.1真菌 根据真菌对木质纤文素中不同组分的腐朽类型可分为白腐真菌、褐腐真菌和软腐菌。褐腐菌对木质素的影响极小，致使最终的降解产物含有褐色的木质素成分。软腐菌只能分解纤文素，木质素则被完整的保留下来.两者分解木质素的能力不强或没有，因此，对其研究报道也比较少。白腐真菌可以优先降解木质素，进而利用纤文素和半纤文素作为提供其生命能量的碳源，白腐真菌的研究是当前木质素降解的研究热点[11]。 白腐真菌是一种丝状真菌，其降解木质素能力优于降解纤文素的能力。白腐真菌能够分泌胞外氧化酶使木质素首先发生降解，因此被认为是最主要的木质素降解微生物。研究较多的白腐真菌有：黄孢原毛平革菌、变色栓菌、糙皮侧耳等[12]。科研人员对白腐真菌生物学特性、降解规律、生化原理、酶学、分子生物学、工业化生产以及环境工程实际应用等方面进行了大量的研究。高大文等研究了在液态培养非灭菌的条件下，pH对白腐真菌液体培养基的杂菌抑制效果的影响。研究表明，在此环境中，较低pH值(pH=3.5～4.5)限氮条件对杂菌抑制效果很好。唐舜等在149种白腐真菌中得到30多种具有产漆酶活力的菌株。在此基础上，以30种白腐真菌为研究对象，以0.2%蛋白胨和0.1%酵母提取物为氮源，30℃培养10d，用以生产漆酶，在液态深层培养基中添加了阿魏酸，其漆酶活力提高数倍。赵华等以白腐真菌TK-X-03为研究对象，以2.0%玉米粉和玉米浆为碳源，0.01%(NH4)2SO4为氮源，调节培养基使初始pH5.5，温度保持在30℃，180r/min摇床72h，测定生长曲线，了解其生理特性。尹艳丽等以侧耳属白腐真菌BP为研究对象，选择初始pH5.0的PDA培养基，28℃、150r/min摇床培养10d,用以生产漆酶。谢君等以粗毛栓菌为研究对象，以2.5%葡萄糖为碳源，10%酒石酸铵为氮源，温度保持在28℃静止培养12d，生产木质素降解酶[13-16]。综合比较这些成果有利于了解白腐菌的营养条件要求。 1.2.2细菌 细菌降解木质素的能力较真菌差，是木质素降解过程中的参与者，其降解木质素的机理尚不是很明确，但是由于细菌来源广泛、生长迅速，易于大规模应用，而且在木质素的降解过程中也需要许多不同的微生物发挥不同的作用。因此也受到广泛的重视。 细菌能在一定程度上使木质素结构发生改变，成为水溶性的聚合产物，很少矿化木质素产生CO2，在木质素降解过程中主要起着间接作用，而且有利于除去一些真菌的毒害作用[17]。在细菌降解木质素的反应过程中检测到木质素降解菌产生的一些酶，尤其是木质素过氧化物酶。 Kamoda研究发现少数假单胞菌能断裂木质素二聚物中的Cα—Cβ双键，产生木质素二苯代乙烯—α，β—双氧酶。由于植物组织中的氮和磷含量与降解有直接关系，因此一些能够产生磷脂酶、具有固氮能力的细菌被认为是于降解过程相关的菌株。此外，还有一些细菌可以产生两类新酶——阿魏肽酯酶和对香豆肽酯酶，在草类物质细胞壁的生物降解中起着重要的作用[18-20]。目前已经确定了细菌降解木质素过程中木质素降解酶的催化作用，但有关产生酶的种类和能力还未形成定论。 (责任编辑：qin) |