木质素酶及其生产菌的筛选育种

木质素酶降解木质纤维素材料中的木质素,使木质素-半纤维素-纤维素结构解体,纤维素得以暴露出来供后续步骤处理.它广泛应用于生物制浆、生物漂白、废水处理等工业过程中.由于近年利用可再生木质纤维素材料用酶法水解生产酒精成了研究热点,因而作为纤维素材料生物转化工艺预处理过程中的关键角色,木质素酶也极大地唤起人们的研究兴趣.本文介绍了木质素与白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)木质素降解酶系的特征以及锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶、漆酶等3种木质素酶的催化作用机理,归纳了目前流行的木质素酶产生菌的筛选方法及近年来从自然界筛选木质素酶高产菌的种类,并对产木质素酶野生菌株的诱变育种与基因工程改造的进展进行了阐述.     

重组白腐菌可更有效地破坏木质素

由Michael Gold及其同事在俄勒冈研究中心(Oregon Graduate Center)开发了一个转化白腐菌(Phanerochaete chrysosprium)的系统。这使把另外或修饰的编码锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的基因再插回到真菌中去成为可能。这两种酶对白腐菌降解木质素的能力起很大作用。向真菌导入这些酶基因可能使真菌通过增加自身产生这些酶的数量加强其降解木质素的能力。同样也使通过修饰基因以使真菌产生改善的酶成为可能。木质素是一种坚韧的三维多聚物,是一种在木材和其它植物组织中由纤维素和其它碳水化合物多聚物组成的混合物。Repligen(Cambridge,麻省)及一些政府机构的研究者长期     

木质素降解酶及相关基因研究进展

生物质的高效综合利用已成为全球关注的热点问题。生物质的主要成分是木质素、纤维素和半纤维素,其利用的关键是如何去除木质素,从而提高纤维素和半纤维素的得率。其中利用真菌的生物预处理方法因条件温和、无二次污染等优点符合全球经济可持续发展需要,受到研究者的普遍关注。综述了近年国内外真菌分泌的主要木质素降解酶,包括木质素过氧化物酶(Li P)、锰过氧化物酶(Mn P)、漆酶(laccase)和多功能过氧化物酶(VP)的主要特点,总结了木质素降解相关酶的基因工程、基因组学的研究成果,并对其发展前景进行了展望。     

真菌基因组学研究进展

<正>真菌为低等真核生物,种类庞大而多样。据估计,全世界约有真菌150万种,已被描述的约8万种(Kirk et al.2001)。真菌在自然界分布广泛,存在于土壤、水、空气和生物体内外,与人类生产和生活有着非常密切的关系。许多真菌在自然界的碳素和氮素循环中起主要作用,参与淀粉、纤维素、木质素等     

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

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.     

巴西蘑菇对木质纤维素的降解与转化*

巴西蘑菇能够降解棉籽壳和麦草两种培养基中木质纤维素复合体中的全部组分,属于白腐真菌;巴西蘑菇降解的有机物质的绝大部分被菌体的呼吸过程消耗掉,其绝对生物学效率较低,仅为4.41%~5.25%;在栽培前期木质素的降解速率大于纤维素和半纤维素,这对纤维素和半纤维素的降解十分有利;非木质纤维素组分主要在菌丝生长阶段被利用,而木质纤维素是子实体生长发育阶段的主要碳源;就整个栽培过程而言,巴西蘑菇生长发育所需要的82.39%~84.50%的碳源来自木质纤维素。     

毛头鬼伞菌丝体对培养料中不同养分的利用特点

将毛头鬼伞菌丝体接种到不同栽培培养基上,分析了菌丝体对培养基中综纤维素、木质素以及淀粉利用的动态变化。结果表明:毛头鬼伞菌丝体对培养基中的综纤维素、木质素以及淀粉都有较好的利用,在淀粉含量高的情况下,毛头鬼伞菌丝体对综纤维素、木质素的利用表现出一种延迟。另外,通过分析毛头鬼伞菌丝体对综纤维素、木质素利用的比值,得出其对木质素利用的比值高。因此,在毛头鬼伞的稻草栽培培养基中添加适量的木屑是可行的。     

微生物降解秸秆木质素的研究进展

我国秸秆资源丰富，每年产生逾8亿t作物秸秆。通过秸秆直接还田或肥料化还田不仅可以减少化肥的施用量，缓解农业污染压力，还能实现农作物秸秆的循环利用。木质素结构复杂，且与纤维素和半纤维素相互缠绕，因此秸秆的自然腐解过程中，木质素是主要的限速因子，为了提高降解效率，木质素降解菌的发掘和降解机制也逐渐成为研究热点。本文综述了降解木质素的真菌和细菌的研究现状，对比其真菌和细菌降解特性的优缺点并分析复合降解菌群的优势。随后对木质素降解酶系的酶学性质、在不同微生物中的表达特性进行总结，对木质素降解机制及衍生芳烃代谢路径的研究进展进行综述。最后整理木质素降解微生物在秸秆肥料化技术中的应用进展，并探讨了微生物降解秸秆木质素的应用前景和未来的研究方向。     

木质素生物合成途径及调控的研究进展

木质素是植物体中仅次于纤维素的一种重要大分子有机物质,具重要生物学功能。木质素填充于纤维素构架中增强植物体的机械强度,利于疏导组织的水分运输和抵抗不良外界环境的侵袭。陆生植物的木质素合成是适应陆地环境的重要进化特征之一。然而,制浆造纸的中心环节是用大量化学品将原料中的木质素与纤维素分离,纤维素用于造纸,分离的木质素等成为造纸工业的主要废弃物,对江河湖海的污染触目惊心。脱木质素的化学品投入及废液的碱回收处理需大量耗能并增加造纸成本。饲草的木质素还影响牲畜的消化与营养吸收,木质素含量的高低是饲草优劣…     

巴西蘑菇对木质纤维素的降解与转化

巴西蘑菇能够降解棉籽壳和麦草两种培养基中木质纤维素复合体中的全部组分,属于白腐真菌,巴西蘑菇降解的有机物质的绝大部分被菌体的呼吸过程消耗掉,其绝对生物学效率较低,仅为4．41％－5．25％,在载培前期木质素的降解速率大于纤维素和半纤维素,这对纤维素和半纤维素的降解十分有利;非木质纤维素组分主要在菌丝生长阶段被利用,而木质纤维素是子实体生长发育阶段的主要碳源;就整个栽培过程而言,巴西蘑菇生长发育所需要的82．39％－84．50％的碳源来自木质纤维素。     

木质纤维素降解菌及其绛解途径研究进展

文中综述了已发现的降解纤维素和术质素的主要的天然微生物种类、相关酶类,并着重介绍了白腐真菌和细菌降解木质素的过程。     

以啤酒糟为原料采用液体混和发酵法生产饲料蛋白的初步研究

真菌和高等真菌对自然界的木质素、纤维素有很强的分解作用。本实验将平菇、黑曲霉、啤酒酵母进行不同的组合：平菇＋酵母＋黑曲霉、黑曲霉＋酵母、黑曲霉＋酵母＋平菇这三种液体混合发酵体系。以利用平菇、黑曲霉高活力的木质素酶和纤维素酶,将不能直接被动物吸收利用的纤维素分解,并通过与啤酒酵母的混和生长,抑制了终产物还原糖的积累,促进了单细胞蛋白（ＳＣＰ）的合成。实验证明：在三种混和发酵体系中,纤维素酶活力和产品的蛋白含量均有提高,其中发酵饲料１＃（即平菇＋酵母＋黑曲酶这种发酵体系）各项指标提高得最多,纤维素酶活力提高了５．４Ｕ,粗蛋白含量提高了１１％,有较高的应用价值。     

细菌降解木质素的研究进展

木质素是自然界最丰富的芳香化合物,其分解与陆地上碳循环密切相关。提取木质纤维素中的葡萄糖使其转化成乙醇,是生产第二代生物能源的关键步骤。但是由于木质素是一种非常稳定的化合物,难以降解是实现生物乙醇转化的主要屏障,因此关于木质素的生物降解研究具有非常重要的意义。真菌降解木质素的研究已经深入的进行了多年,并取得丰富的成果,但是关于细菌降解木质素的研究还处在初级阶段。由于广泛的生长条件和良好的环境适应能力,细菌在木质素降解方面深受研究人员的关注。本文通过总结前人的研究成果,讨论了木质素的降解机制、代谢途径及细菌降解木质素的工业应用前景,同时还展望了分子生物学及生物信息学在木质素降解方面的应用前景。     

四川2种丛生竹理化特性及纤维形态研究

以四川不同地区两种丛生竹—慈竹和梁山慈竹为研究对象,通过测定纤维素和木质素含量以及纤维形态,对其变异规律进行研究。结果表明,同一地区不同竹种间纤维素和木质素含量差异显著,同一竹种不同地区间纤维素和木质素含量、纤维长度、宽度和纤维长宽比因地域差异而异,且与竹龄有关。从纸浆用竹和纤维原料综合考虑,竹海地区的慈竹（纤维素含量在45%左右,木质素含量低于28%）、梁山慈竹（纤维素含量在50%以上,木质素含量低于20%）比较适合竹浆造纸。     

白蚁及共生微生物木质纤维素水解酶的种类

白蚁是热带生态系统重要的木质纤维素降解者。白蚁种类丰富,可分成高等白蚁和低等白蚁,食性也具有各自特点。白蚁自身可以产生纤维素酶,主要是GHF9的内切葡聚糖酶(EG),也有β-葡萄糖苷酶(GB)。低等白蚁共生的原虫中已发现丰富的纤维素酶基因,属于GHF5,7和45。同时还有其他相关功能基因,如木聚糖酶和果胶类物质水解酶。高等白蚁肠道中没有共生原虫。高等培菌白蚁可以利用共生蚁巢伞属真菌促进木质纤维素降解,真菌可以产生纤维素酶,果胶质水解酶类、木聚糖酶,同时还产生可能与木质素分解相关的一种漆酶,但是从分子水平,关于共生真菌纤维素水解酶的研究还较少。白蚁肠道已分离出许多具有木质纤维素降解能力的菌株,最近的研究也发现了大量细菌纤维素酶基因。白蚁-共生系统丰富的木质纤维素水解酶类为发展生物方法开发纤维素乙醇这一思路提供有价值的资源。     

培菌白蚁菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展

白蚁及其共生微生物协同降解植物细胞壁的机理一直被世界各国科学家所关注。培菌白蚁作为高等白蚁,相比低等食木白蚁具有更多样化的食性,其利用外共生系统“菌圃”,对多种植物材料进行处理。本文综述了菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展,以期为深入研究菌圃中木质纤维素降解过程及其机制,并挖掘利用菌圃降解木质纤维素的能力及仿生模拟菌圃开发新的生物质利用系统提供参考。培 菌白蚁在其巢内利用由植物材料修建的多孔海绵状结构——“菌圃”来培养共生真菌鸡枞菌Termitomyces spp.,形成了独特的木质纤维素食物降解和消化策略,使木质纤维素在培菌白蚁及其共生微生物协同作用下被逐步降解。幼年工蚁取食菌圃上的共生真菌菌丝组成的小白球和老年工蚁觅得食物并排出粪便堆积到菌圃上成为上层菌圃。这一过程中,被幼年工蚁取食的共生真菌释放木质素降解酶对包裹在植物多糖外部的木质素屏障进行解聚。菌圃微生物(包括共生真菌)对解聚的木质素基团进一步降解,将多糖长链或主链剪切成短链,使菌圃基质自下而上被逐步降解。最后下层的老熟菌圃被老年工蚁取食,其中肠的内源酶系及后肠微生物将这些短链进一步剪切和利用。因此,蚁巢菌圃及其微生物是培菌白蚁高效转化利用木质纤维素的基础。化学层面的研究表明,菌圃能够实现对植物次生物质解毒和植 物纤维化学结构解构。对共生真菌相关酶系的研究显示可能其在菌圃的植物纤维化学结构和植物次生物质的降解中发挥了作用,但不同属共生真菌间其效率和具体功能不尽相同。而菌圃中的细菌是否发挥了作用和哪些细菌类群发挥了作用等仍有待进一步的研究。相比于低等食木白蚁利用其后肠共生微生物降解木质纤维素,培菌白蚁利用菌圃降解木质纤维素具有非厌氧和能处理多种类型食物两大优势,仿生模拟菌圃降解木质纤维素的机制对林地表面枯枝落叶的资源化利用具有重要意义。     

生物技术在控制氯化有机污染物方面的突破

木质素(一种几乎可抗拒一切东西作用的物质)是一种聚合物,它可以保护木质细胞内较易损坏的纤维素和半纤维素免遭生物和化学侵蚀。在过去的80年中,化学家们要想对木质素作一彻底了解是很难的,尽管有可能获得很大的经济和商业效益。在一些造纸厂和塑料、炸药、合成纤维以及用纤维素制成其它任何东西的制造厂中,木质素已成为棘手的问题。用于控制木质素作用的一些化合物会引起广泛性水污染问题,尤其是造纸工业。     

真菌降解木质素研究进展及在好氧堆肥中的研究展望

综述了近十年来真菌降解木质素的研究进展,包括木质素的存在与结构,真菌降解木质素生物学、酶系及作用机理、生理学以及在环境工程中应用方面的研究进展,并对好氧堆肥处理城市垃圾中木质素生物降解的研究作了展望 。     

亚热带常绿阔叶林区凋落叶木质素和纤维素在不同雨热季节的降解特征

采用凋落物分解袋法研究了亚热带常绿阔叶林区6个典型树种马尾松(Pinus massoniana)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、红椿(Toona ciliata)和麻栎(Quercus acutissima)凋落叶木质素与纤维素第1年降解特征。结果表明:6种凋落叶质量损失率的大小顺序依次为红椿(72.09%)柳杉(58.61%)杉木(51.07%)麻栎(50.38%)马尾松(31.08%)香樟(27.75%);6种凋落叶木质素浓度动态不一致,纤维素浓度则整体上呈现一直下降的变化动态;第1个分解年,木质素降解率大小顺序依次为红椿(88.36%)麻栎(61.21%)柳杉(56.41%)杉木(55.44%)香樟(37.10%)马尾松(24.10%),纤维素降解率大小顺序依次为红椿(99.22%)杉木(90.58%)柳杉(86.84%)麻栎(84.70%)香樟(76.40%)马尾松(71.30%);季节性降雨极显著地影响凋落叶木质素和纤维素降解率(P0.01),6种凋落叶木质素和纤维素在雨季时期均有较大的降解量;亚热带常绿阔叶林6种凋落叶木质素和纤维素第1年降解主要发生在雨季,凋落叶木质素和纤维素在分解初期旱季的降解速率基本一致,而在季节性降雨期,纤维素降解速率快于木质素的降解速率。     

梁山慈竹(Dendrocalamus farinosus)体细胞突变体No.30生物量及品质特性分析

本试验对梁山慈竹体细胞突变体No.30的生物量以及品质特性,如纤维素含量、木质素含量和纤维形态等相关指标进行了研究。结果表明,与同龄的实生苗相比,No.30突变体具有生物量大、纤维素含量高、纤维长和长宽比大等特性。尽管No.30突变体中木质素含量也有升高,但木质素组成S/G值并没有明显改变,表明木质素脱除的难易程度并未受影响。基因表达分析表明,在No.30突变体中,纤维素生物合成途径中的Ces A和木质素生物合成途径中的Prx基因明显上调,可能与其纤维素和木质素含量的增加密切相关。