褐腐真菌产生的羟基自由基HO˙对纤维素作用的研究

由褐腐真菌的典型菌株——密粘褶菌Gloeophyllum trabeum的胞外培养液中分离纯化得到一能还原Fe3 ,产生羟基自由基HO˙的多肽组分(称作Gt因子)。 采用HO˙特异性的抑制剂硫脲,对Gt因子产生的HO˙在纤维素降解中的作用进行了对照研究,结果表明Gt因子及其产生的HO˙在纤维素降解中起着重要的作用,为褐腐菌HO˙氧化降解纤维素机制假说的确立提供了一些依据。     

密粘褶菌Gloeophyllum trabeum胞外低分子量多肽的分离纯化及其对纤维素生物降解作用

通过HPLC高效液相层析由褐腐真菌中能强烈降解木质纤维素的代表菌株密粘褶菌Gloeo phyllumtrabeum的胞外培养液 ,分离纯化得到一低分子量的活性多肽组分 (Gt因子 ) .Gt因子具有较好热稳定性 ,在pH 2 5～ 6 5范围内保持稳定 .Gt因子分子量在 4 0 0 0左右 ,等电点pI 6 6 .Gt因子具有络合Fe3 + 的能力 ,且能够将Fe3 + 还原为Fe2 + .在O2 存在时 ,能以纤维素物质为电子供体形成羟基自由基HO·.利用循环伏安法 ,观察到Gt因子与纤维素底物之间的氧化还原过程 .研究表明 ,Gt因子极有可能在褐腐菌的纤维素降解初期起着重要的作用 .     

密粘褶菌胞外低分子量多肽在纤维素降解中作用的研究

从褐腐真菌中能强烈降解纤维素的代表菌株密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)的胞外酶液中首次分离纯化得到一低分子量的活性多肽组分(称作Gt因子),此组分能在有O.2和Fe³⁺存在时产生羟基自由基HO·;对纤维素降解的研究表明,Gt因子不同于纤维素酶对纤维素的β1.4糖苷键的水解作用,而以HO·氧化的途径作用于纤维素,导致纤维素中氢键的断裂,降低纤维素的结晶度,使其暴露出更多的末端,从而有利于纤维素的进一步降解。     

褐腐真菌纤维素降解初期产生羟基自由基的普遍性研究*

本文通过对11株褐腐菌的研究,发现其普遍具有产生HO的特性;而且于褐腐菌的胞外培养液中均得到了部分分离纯化的、非酶的III组分,III组分普遍具有还原Fe3+为Fe2+的能力。III组分对纤维素底物的作用实验表明,HO的氧化机制在褐腐菌对纤维素降解的初期普遍存在,HO氧化断裂纤维素链内或链间的氢键,继而断裂糖苷键,使纤维素暴露出更多的还原性和非还原性末端,为纤维素酶的进一步降解提供有利条件。     

褐腐真菌木质纤维素降解机制的研究进展

褐腐菌降解木才机理的研究日前受到关注,发现褐腐菌不具有对结晶纤维素降解十分重要的外切葡聚糖酶,而以一种独特的方式解降纤维素。近年来,关于其以自由基氧化降解机制进行作用的报道很多,并且各国研究工作从褐腐菌中分离得到了不同性质的物质,提出了羟基自由基HO．循环形成的各种假说,但褐腐菌降木材的确切机制仍未搞清楚,这些分离得到的具有一些特殊性质的胞外物质在降解中的作用还有待于证明,在此。对近年来褐腐菌纤维素降解机制的研究进展作一简单介绍。     

褐腐真菌木质纤维素降解机制的研究进展*

褐腐菌降解木材机理的研究日益受到关注 ,发现褐腐菌不具有对结晶纤维素降解十分重要的外切葡聚糖酶 ,而以一种独特的方式降解纤维素。近年来 ,关于其以自由基氧化降解机制进行作用的报道很多 ,并且各国研究工作者从褐腐菌中分离得到了不同性质的物质 ,提出了羟基自由基HO·循环形成的各种假说 ,但褐腐菌降解木材的确切机制仍未搞清楚 ,这些分离得到的具有一些特殊性质的胞外物质在降解中的作用还有待于证明。在此 ,对近年来褐腐菌纤维素降解机制的研究进展作一简单介绍。     

基于全基因组数据解析伞菌目木质纤维素降解酶系的差异

伞菌目Agaricales隶属于担子菌门Basidiomycota、伞菌亚门Agaricomycotina,是担子菌门中最大的一个类群,能够以腐生、寄生以及共生的模式在自然环境中生存,生存范围广,对于维持生态环境的平衡具有重要的作用。本研究基于51株伞菌目真菌基因组大数据挖掘降解木质纤维素相关的碳水化合物活性酶(carbohydrate-active enzymes,CAZymes)和氧化还原酶(oxidoreductases),同时比较白腐菌、褐腐菌、腐生菌、菌根菌、植物致病菌、兼性寄生菌、动物共生菌和不明生态型真菌降解机制的差异。结果显示白腐菌和褐腐菌等木腐菌、菌根菌、兼性寄生菌、其他腐生菌、植物致病菌以及共生菌的CAZymes家族平均数目为134个、93个、101个、127个、61个和32个,而CAZymes同源的基因平均数目为398个、240个、463个、407个、418个、131个和38个,木腐菌的CAZymes家族最为丰富,但是兼性寄生菌基因数目最多;同时具有木质纤维素降解酶活性的26个家族中,基因数目分别为86个、32个、101个、86个、104个、36个和10个。在木腐菌(白腐菌和褐腐菌)、菌根菌、兼性寄生菌、腐生菌、不明生态型、植物致病菌和动物共生菌中氧化还原酶相关的基因数目为44个、35个、48个、53个、59个、6个和29个,其中不明生态型真菌的基因数目最多达到了59个,植物致病菌的数量最少。CAZymes和氧化还原酶在不同的真菌中数量和种类差别很大,与其生态类型的关系不明显,此研究丰富了木质纤维素降解机制的多样性,但是需要进一步的实验设计对其生物活性进行验证以及进行蛋白家族进化分析。     

褐腐真菌产生的低分子化合物对纤维素的解聚作用研究

糙皮侧耳（Pleurotusostreatus）、密粘褶菌（Gloeophyllumtrabeum）、洁丽香菇（Lentinuslepideus）等8株褐腐菌在滤纸上进行固体培养时,在培养初期,纤维素的聚合度均呈现大幅度下降,但不表现失重。培养过程中也未能检测出滤纸酶活力,只有少量内切葡聚糖酶活力。而且这8株菌都具有络合Fd3+和产生羟基自由基·OH的能力。由降解和解聚能力最强的密粘语菌的胞外酶液在SephadexLH-20上分离得到一可络合Fe3+的低分子多肽组分,它与H2O2具有协同降解纤维素的作用,其机制与Fenton's试剂作用相似。Fe2+与H2O2反应生成的·OH可使纤维素氧化断裂,使之成为短小纤维,从而大幅度降低聚合度。     

不同木质纤维素基质上白腐菌降解特性的研究

通过测定木质素、纤维素、半纤维素和漆酶分泌的变化,研究白腐菌在稻草、木屑、粗纤维素、滤纸、黑液木素基质上的降解特性。结果表明,除黑液木素上白腐菌不能生长外,在前25d,各基质中纤维素、半纤维素和木质素含量呈持续下降趋势,之后,降解速率减少,其中木质素的降解速率大于纤维素和半纤维素的降解速率。漆酶分泌在生长初期呈快速上升趋势,第10d酶活达到最大,第10～20d快速下降,其后基本不变,基质中酶活大小顺序为稻草基质、木屑基质、粗纤维和滤纸基质,显示了木质素存在对漆酶分泌的诱导作用。     

血红密孔菌高产漆酶菌株的筛选及其对烟梗的生物降解

白腐菌是目前已知的唯一能将木质素彻底降解的微生物,而漆酶在木质素分解过程中起着重要的作用,被广泛应用于农作物秸秆或甘蔗渣等多种类型生物质的生物预处理和生物降解。本研究利用白腐菌产漆酶发酵培养基对30株血红密孔菌Pycnoporus sanguineus菌株进行筛选,得到了多株漆酶高产菌株,并研究了血红密孔菌发酵粗酶液和菌丝对烟梗的生物降解条件。研究结果表明:血红密孔菌及其产生的漆酶表现出了对烟梗木质素较强的生物降解能力。在漆酶浓度为40U/mL、温度30℃、pH4.5的条件下处理24h,烟梗中木质素的降解率可达到50.4%,纤维素和半纤维素的降解率分别为17.5%和17.3%;漆酶浓度为5U/mL、温度30℃、pH4.5的条件下处理48h,木质素降解率可达到65.1%。血红密孔菌菌丝也表现出对烟梗较好的生物降解效果,接种培养7d后烟梗中木质素降解率可达30%以上,21d后木质素的降解率可达79.1%,而纤维素和半纤维素的降解率仅为20%和12%左右。本研究不但为生物质材料的生物预处理和生物降解提供了优质的白腐菌及漆酶资源,还为通过烟梗的生物预处理提高烟草梗丝和卷烟品质提供了重要参数,具有一定的应用前景。     

六种白腐菌预处理对毛白杨木材酶水解效果的影响

通过化学分析和酶水解试验,研究了不同的白腐菌对毛白杨的预处理效果及不同组分的降解对酶水解的影响。毛白杨木片经6种白腐菌预处理30d后,各组分都发生了降解,其中半纤维素的损失最为显著,Trametes ochracea C6888引起半纤维素降解率高达47.19%,其次是纤维素和酸不溶木素的降解。在后续酶水解过程中,6种白腐菌处理后的样品显示出不同的水解模式,菌株Trametes ochracea C6888、T. pubescens C7571和T. versicolor C6915预处理效果最为显著,还原糖得率在整个酶水解过程中一直高于对照,其中T. ochracea C6888在水解96h后还原糖得率达到15.93%,比未处理样品提高了25%。分析酸不溶木素降解率及半纤维素降解率与还原糖得率的关系发现,不同菌株在作用同一种基质时,预处理效果差异显著,木质素和半纤维素的脱除都会影响木质纤维素的酶水解。     

木质纤维素的定量测定及降解规律的初步研究

为了准确地测定稻草及其发酵物中纤维素、半纤维素、木质素的含量,通过差重法进行定量测定,并以此评价白腐菌株Pleurotus sapidus对稻草秸秆的降解状况,结果表明：利用差重法测定稻草发酵物中纤维素、半纤维索、木质素的百分含量是可行的,并能很好地评价白腐菌对稻草的降解规律,即降解过程中纤维素、半纤维素、本质素在前20d降解的很快,之后降解减缓,在50d内,纤维素被降解34．02％,半纤维素被降解56．29％,木质素被降解61．65％。     

褐腐真菌产生的低分子化合物对纤维素的解聚作用研究

糙皮侧耳（Ｐｌｅｕｒｏｔｕｓｏｓｔｒｅａｔｕｓ）密粘褶菌（Ｇｌｏｅｏｐｈｙｌｌｕｍｔｒａｂｅｕｍ）洁丽香菇（Ｌｅｎｔｉｎｕｓｌｅｐｉｄｅｕｓ）等８株褐腐菌在滤纸上进行固体培养时,在培养初期,纤维素的聚合度均呈现大幅度下降,但不表现失重。培养过程中也未能检测出滤纸酶活力,只有少量内切葡聚糖酶活力。而且这８株菌都具有络合Ｆ３＾３＋和产生羟基自由基,ＯＨ的能力,由降解和解聚能力最强的密粘褶菌的胞外酶液在     

白腐菌及黑曲霉所产的纤维素复合酶对稻草秸秆的生物降解

研究了白腐菌及纤维素复合酶对稻草秸秆的协同生物降解。结果表明,利用黄孢原毛平革菌固态发酵稻草秸秆的过程中,LiP和MnP的最大活力可以达到28.3U/g和12.6U/g,同时,秸秆中的木质素能被有效降解,但纤维素、半纤维素降解率较低。添加黑曲霉所产的纤维素复合酶能有效地促进秸秆腐熟程度。在接入白腐菌培养10天后,每克稻草添加3 IU纤维素酶液并酶解48h可以使稻草秸秆中纤维素降解53.8%,半纤维素降解57.8%,木质素降解44.5%,干物质损失46.3%。此时细胞壁出现大范围破损,整个组织变得松散,秸秆完全腐熟。     

降解水稻秸秆兼抑制水稻纹枯病菌多功能复合菌系的构建

目的针对稻草直接还田需要,构建能够高效降解水稻秸秆同时又能抑带l水稻纹枯病菌的多功能复合菌系。方法通过将具有高效降解纤维素的天然复合菌群与具有抑制水稻纹枯病菌效果的菌株组合,构建多功能复合菌系;采用失重法检测该复合菌系对水稻秸杆的腐解作用,荧光定量PER法检测其对水稻纹枯病菌的抑制效果。结果成功地构建了一组多功能复合菌系,腐解12d后,水稻秸秆干物质总失重率为41．4％,其中半纤维素降解率为59．5％,纤维素降解率为52．5％,木质素降解率为15．3％,腐解过程中平均CMC酶活为8．1IU／g。该复合菌系对水稻纹枯病菌的抑制效果明显,发酵40d后对水稻纹枯病菌的抑制率为27．1％,对照组抑制率为2．7％。结论该复合菌系能高效降解水稻秸秆,同时又能较好地抑制水稻纹枯病菌,适宜在水稻秸秆直接还田过程中使用。     

降解菌系和助腐剂对不同还田方式下水稻秸秆降解特征的影响

基于田间小区试验,设置两种秸秆还田处理(以秸秆混土处理模拟旋耕还田,以秸秆不混土处理模拟秸秆沟埋还田),采用尼龙网袋法,通过测定秸秆降解率及秸秆半纤维素、纤维素和木质素的含量,研究两种还田方式下施用降解菌系和助腐剂后水稻秸秆的降解规律。结果表明:在试验前5个月,不混土处理的秸秆降解率始终高于混土处理4.5%～11.6%;至第12个月,混土处理秸秆降解率显著高于不混土处理4.9%～13.0%。在前2个月,各处理水稻秸秆降解较快,秸秆降解率均超过50%,此后秸秆降解进入缓慢期。混土处理中,降解菌系和助腐剂仅能在第1个月提高秸秆的降解效率,此时秸秆降解率分别比对照组高11.0%和10.2%(P0.01);不混土处理中,降解菌系在1～5个月内显著提高秸秆降解效率4.3%～9.7%,助腐剂在1～12个月显著提高秸秆降解效率7.3%～14.4%。试验至第5个月时,喷施助腐剂的秸秆半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别达79.1%、80.2%和34.7%,且与喷施菌系处理差异不显著。综上所述,秸秆降解菌系和秸秆助腐剂均能提高水稻秸秆的降解效率,且不混土处理的施用效果好于混土处理。     

三种重要水果褐腐病菌快速检测试纸的研制

以水果上3种重要的褐腐病菌,即美澳型核果褐腐菌(Monilinia fructicola)、核果褐腐菌(M. laxa)和仁果褐腐菌(M.fructigena)为检测对象,研究开发适用于口岸水果检疫的快速检测试纸。以硝酸纤维素膜为固相载体,以病菌翻译延长因子基因(Translation elongation factor 1-alpha,EF-1α)为检测靶标,生物素标记的PCR扩增产物为检测标记物,采用DNA-DNA杂交方式对3种褐腐病菌进行试纸法快速检测。分别以褐腐病菌DNA和本研究构建的EF-1α重组质粒DNA为阳性标准品检验试纸的特异性和灵敏度。试验结果表明,本研究开发的检测试纸能够同时特异地检出以上3种褐腐病菌,整个检测流程(包括DNA提取和扩增过程)在2 h内即可完成,最低检测限达到10 fg/μL。其特异性强、灵敏度高、稳定性好,且检测结果可肉眼判定,无需依赖昂贵设备,便于向基层检疫实验室推广使用。     

贝叶多孔菌营养生理生化特性的研究

本文对贝叶多孔菌(Polyporus frondosus)在柞树木屑——麦麸基物上生长期间基物的降解特性和培养物中胞外纤维素酶、半纤维素酶和淀粉酶在培养过程中的活性变化规律及其它一些生物化学性质进行了研究。认为贝叶多孔菌是白腐型木腐真菌。在培养初期主要利用基物中可溶性糖类为碳源,在子实体发育期,碳源基本由降解基物中木质纤维素所提供。     

大兴安岭林区多孔菌的区系组成与种群结构

本文在过去10 a野外调查和室内鉴定及分析研究的基础上,对大兴安岭林区多孔菌的区系组成和种群结构进行了分析,发现大兴安岭林区的多孔菌具有较高的多样性,共有5目11科56属129种,占中国多孔菌区系的21.36%,优势科是多孔菌科。种的区系地理成分分为7类,以北温带成分和世界广布成分为主,具有明显的北温带成分的区系特征。大兴安岭的多孔菌常见种较多,种群结构中共生菌3种,寄生菌27种,腐生菌占大多数,有99种。在能够引起木材腐朽的126种真菌中,白腐菌93种,占多数,褐腐菌33种,占少数,但该地区褐腐菌所占比例明显高于全国范围内褐腐菌在多孔菌中的比例。通过对大兴安岭主要树种上的种群结构进行比较,表明阔叶树上的木材腐朽菌绝大部分是白色腐朽菌,而针叶树上的白腐菌与褐腐菌数量相差不大,褐腐菌对于针叶林特别是落叶松的更新具有非常重要的作用。     

中国东北地区多孔菌的区系组成及分布特征

多孔菌是木材腐朽真菌的一个重要类群,通过将木材中的纤维素、半纤维素和木质素分解成为可被自身和其他生物利用的营养物质,从而促进森林生态系统的物质循环。经过野外采集及室内分析,中国东北地区共发现多孔菌304种,隶属于7目14科93属,其中优势科是多孔菌科,优势属是木层孔菌属、泊氏孔菌属和薄孔菌属。经过区系地理分析,东北地区的多孔菌以北温带和世界广布成分为主,具有明显的北温带特征。东北地区的多孔菌濒危种有23种,其中有11种生于单一属的寄主树木上,说明生境的选择限制了多孔菌的生长;多孔菌物种中营腐生生活的种类占大多数,有褐腐和白腐之分。总体来说,白腐菌占大多数,但东北地区褐腐菌所占比例为23.8%,高于世界水平,并且其中有80%的种类生长在针叶树上,说明褐腐菌对于东北地区针叶林生态系统的物质循环有重要作用。