铜离子调控木质纤维素降解和糙皮侧耳形态发育的研究

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,在木质素的降解中起重要作用。铜离子对漆酶的产生和活性有重要影响。通过向秸秆固体培养基中添加铜离子,研究铜离子对糙皮侧耳木质纤维素降解酶、木质纤维素降解和形态发育的影响。结果表明,添加铜离子能在一定程度上提高漆酶的活性,添加3mmol/L铜离子在第7天漆酶活性比对照高出71.2%,28d后添加铜离子的样品木质素降解率稍高出对照,添加铜离子能促进糙皮侧耳原基的分化和子实体的发育。     

全基因组预测糙皮侧耳经典胞外分泌蛋白

糙皮侧耳(平菇)作为目前木质纤维素降解模式真菌,其产生的胞外分泌蛋白在植物纤维素、半纤维素及木质素降解过程中发挥着重要作用。为了给蛋白质组学鉴定糙皮侧耳胞外分泌蛋白实验提供参考,利用常见的生物信息学工具SignalP、ProtComp、TMHMM、big-PI Fungal Predictor和TargetP对糙皮侧耳全基因组中的12 186条蛋白质序列进行经典分泌蛋白预测,同时,对上述分泌蛋白的氨基酸分布、信号肽长度和切割位点以及其理化性质等进行分析。结果表明,糙皮侧耳全基因组中含有359个经典分泌蛋白,其氨基酸长度主要集中于101~600之间;信号肽长度集中在18~21之间;信号肽切割位点属于A-X-A类型,除此之外还含有5条具有RR-motif的信号肽。对这些分泌蛋白进行功能注释,结果表明225个蛋白质为未知功能蛋白质;114个为已知功能蛋白质,主要功能注释集中于木质纤维素降解酶类,包括纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解相关酶等。以上结果表明通过上述生物信息学分析实现了对糙皮侧耳全基因组经典分泌蛋白的有效预测。     

不同碳氮源对糙皮侧耳木质纤维素酶活性的影响

以糙皮侧耳Pleurotus ostreatus为材料,研究简单碳氮源及木质素纯品诱导条件对其木质纤维素酶活性的影响。结果表明,不同的碳源培养基和氮源培养基对糙皮侧耳漆酶活性、羧甲基纤维素酶活性和木聚糖酶活性均具有极显著的影响（P<0.001）,且对糙皮侧耳菌丝生物量也有极显著的影响（P<0.001）。以蔗糖作主要碳源诱导物时,有利于提高糙皮侧耳漆酶活性;以果糖作主要碳源诱导物时,有利于提高糙皮侧耳羧甲基纤维素酶活性和菌丝生物量的积累;以葡萄糖作主要碳源诱导物时,有利于提高糙皮侧耳木聚糖酶活性。以酵母浸粉作主要氮源诱导物时,有利于提高糙皮侧耳漆酶活性和菌丝生物量的积累;以硝酸钾作为主要氮源诱导物时,有利于提高糙皮侧耳羧甲基纤维素酶活性;以硫酸铵作为主要氮源诱导物时,有利于提高糙皮侧耳木聚糖酶活性。碱性木素的存在,有利于提高糙皮侧耳漆酶活性,但不利于菌丝生物量的积累。与此同时,碱性木素的存在对糙皮侧耳羧甲基纤维素酶和木聚糖酶活性并没有促进作用。     

食品上的应用

940806桔皮和酒厂葡萄梗在用高级真菌固态发醉后体外消化率的变化〔英〕/Nieolini,L.…了Biores。urc。Technol一1903,45(i)一17~20〔译自DBA,1993,12(19),93一1「1086] 检验了桔皮(OP)、酒厂葡萄梗(GS)和混合的OP GS在用糙皮侧耳(ple。,o￡。。o。‘,。a-t“s)、田头菇Ag:oc李     

锰离子Mn(Ⅱ)对糙皮侧耳木质素降解酶活性和原基形成的影响

木质素降解酶是糙皮侧耳Pleurotus ostreatus分解木质素的关键酶。本文以糙皮侧耳栽培菌株New831为试验材料,通过固体培养法和液体培养法测定了不同浓度锰离子Mn(II)对其菌丝生长、偶氮染料橙黄II降解率、木质素降解酶活性和原基形成的影响。结果表明,添加Mn(II)可促进糙皮侧耳菌丝生长,GP-Orange液体培养时的最适Mn(II)浓度为50μmol/L,GP-Urea-Orange固体培养时的最适Mn(II)浓度为70μmol/L;添加Mn(II)可加速橙黄II的降解,Mn(II)浓度为70μmol/L时,橙黄II降解率最高、脱色圈最大;漆酶和锰过氧化物酶活性均随Mn(II)浓度增加呈现"先升后降"的趋势,而木质素过氧化物酶活性则随Mn(II)浓度的增加而降低;添加Mn(II)可诱导原基形成,Mn(II)浓度为70μmol/L时,原基数量最多。此外,平板培养结果揭示木质素降解酶活性与菌丝生物量之间无相关性,其主要是在营养限制条件下表达。     

启动子替代构建糙皮侧耳漆酶高产菌株

POXC是糙皮侧耳合成最多的一种漆酶。应用启动子替代技术,用构巢曲霉的甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因（gpd）启动子替代POXC基因的启动子,构建了超量表达POXC糙皮侧耳转化子。转化子中POXC基因表达量比出发菌株提高了0.72–3倍。在PDA平板培养、PD摇瓶培养和棉籽壳试管培养条件下,转化子漆酶活力显著提高,比出发菌株提高了1.5倍以上。用棉籽壳栽培,转化子菇产量比出发菌株提高了16.2%,培养料中木质素含量比出发菌株减少21%。结果表明,应用高效启动子替代能够显著提高糙皮侧耳漆酶基因的表达量、漆酶活力及其木质纤维素降解能力。     

磷酸氢二铵对糙皮侧耳菌丝生长及基质降解酶活性的影响

氮源种类和浓度均会对糙皮侧耳Pleurotus ostreatus菌丝长势、生长速率以及代谢产生影响,而氮匮乏与氮过量积累都会对糙皮侧耳的生长产生不利影响。为了研究氮源对糙皮侧耳菌丝生长和基质降解酶活性的影响,本研究选取磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]作为唯一氮源,通过在培养基中添加不同浓度的磷酸氢二铵检测糙皮侧耳菌丝生长速率和木质纤维素降解酶的活性,筛选出糙皮侧耳生长的最适磷酸氢二铵浓度。结果表明,当磷酸氢二铵的添加浓度区间为10–20 mmol/L时菌丝长势最好。以缺氮时的酶活作为对照,当磷酸氢二铵的添加浓度为10 mmol/L时,羧甲基纤维素酶的活力最强,显著高于对照组(P<0.05);当添加浓度为5 mmol/L时,滤纸纤维素酶的活力最强,显著高于对照组(P<0.05),而10 mmol/L浓度下的酶活力比5 mmol/L时稍有下降,但二者之间无显著性差异(P>0.05);当添加浓度为40 mmol/L时,木聚糖酶的活力最强,显著高于对照组(P<0.05);当添加浓度为10mmol/L时,漆酶的活力最强,显著高于对照组(P<0.05)。基质降解酶...     

解淀粉芽孢杆菌MN-8对玉米秸秆木质纤维素的降解

微生物降解木质纤维素既是生物质资源化利用中的关键问题,也是亟需解决的难点问题.本文在前期获得木质素降解菌——解淀粉芽孢杆菌MN-8菌株的基础上,进一步研究该菌株对玉米秸秆木质纤维素的降解作用.研究利用玉米秸秆粉-MSM培养基对MN-8菌株进行固态发酵,监测发酵过程中木质纤维素酶活力和木质纤维素含量变化情况,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)和气质联用色谱(GC/MS)对木质纤维素的降解情况及产物进行分析.结果表明:解淀粉芽孢杆菌MN-8菌株可产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、纤维素酶和半纤维素酶等木质纤维素降解酶,在发酵10～16 d陆续达到酶活力峰值,最高酶活力分别为55.0、16.7、45.4和60.5 U·g-1.发酵24 d后,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率可分别达到42.9％、40.6％和27.1％.FTIR光谱数据表明,玉米秸秆发酵后木质素、纤维素和半纤维素的特征吸收峰强度均有一定程度的下降,表明木质纤维素被部分降解.GC/MS分析结果也证实,解淀粉芽孢杆菌MN-8能有效降解秸秆木质纤维素.MN-8菌株可断裂玉米秸秆木质素单体之间的连接键β-O-4,将秸秆木质素解聚为苯丙胺、苯丙酮和苯丙酸等保留木质素苯丙烷结构的单体化合物,并将部分单体化合物进一步氧化为Cα羰基化合物,如2-氨基-1-苯丙酮和紫丁香基苯乙酮等.在对纤维素和半纤维素降解产物的GC/MS分析中发现,降解产物包含葡萄糖、甘露糖和半乳糖等多种单糖化合物以及甲酸、乙酸、丙酸、1,1-乙二醇和3-羟基丁酸等代谢产物.表明解淀粉芽孢杆菌MN-8对秸秆木质纤维素表现出强降解作用,且该作用依赖于菌株产木质纤维素降解酶的能力.     

能源上的应用

将22种担子菌纲真菌(大部分为白腐真菌)培养在小麦秸杆上。记录了木质素、纤维素和半纤维素的降解,以确定在木质素中生长最好的种。侧耳Pleuritus sp.florida在所有试验的真菌中显示出最快的去木质作用。     

野生型糙皮侧耳Pleurotus ostreatus JY2746对合成染料脱色性能的评价（英文）

随着我国印染工业的不断发展,人工合成染料给环境造成严重污染,现急需开发一种成本低廉、脱色效果显著的方法治理水污染问题。本研究发现糙皮侧耳的胞外粗酶液对5种合成染料均具有良好的脱色作用,其中对结晶紫、酸性品红和考马斯亮蓝G-250(浓度为40mg/L)的最高脱色率可分别达到100%、98.67%和92.5%。糙皮侧耳在液体发酵过程中主要产生3种酶类,即漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶,他们分别在第12天,第7天和第8天酶活达到最高,并且第12天产生的粗酶液对染料的脱色效果最好,根据酶活高峰形成时间与脱色率之间的关系,推测糙皮侧耳分泌的漆酶对染料起主要降解作用,而锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶起辅助作用。本研究发现发酵粗酶液较纯化的酶类工艺简单,成本低廉,因此糙皮侧耳发酵液中提取的粗酶液在染料废水脱色处理方面具有潜在的应用价值。     

木质纤维素降解真菌菌株筛选及对玉米秸秆的生物降解研究

以8株野生白腐真菌为研究对象,用愈创木酚筛选培养基对这些菌株进行产木质素酶能力的初筛,并探究初筛后所得菌株在玉米秸秆固态发酵时的漆酶活性及其对玉米秸秆木质纤维素的降解能力。研究结果表明,8株菌株在愈创木酚筛选培养基上均表现出较好的木质素降解酶活性,仅菌株Han 577的菌丝圈直径d1与变色圈直径d2之比大于1。菌株An 369、Han 202和Han 474在玉米秸秆上的最大漆酶活性要远远高于其他菌株,分别为(901.11±42.83)、(698.89±42.17)和(843.61±78.82)U/L。白蜡范氏孔菌An369、云芝栓孔菌An174、肺形侧耳An279和硬毛革孔菌Han 474对玉米秸秆的酸不溶木素降解率均大于20%。云芝栓孔菌An 174、肺形侧耳An 279、梨生多年卧孔菌Han 202对玉米秸秆的纤维素降解率均大于20%。迷宫栓孔菌An 360和肺形侧耳An 279对玉米秸秆半纤维素降解率则大于40%。整体来看,肺形侧耳An 279表现出较好的秸秆降解效率。     

不同诱导培养基对糙皮侧耳液体发酵产漆酶活性的影响

利用1株糙皮侧耳Pleurotus ostreatus栽培菌株为材料,研究添加碱性木质素或者配合简单碳源或氮源后对其液体发酵产漆酶活性的影响。结果表明,不同诱导培养基对糙皮侧耳漆酶活性具有极显著的影响（P<0.001）,而且不同诱导培养基对糙皮侧耳菌丝生物量也产生了极显著的影响（P<0.001）。此外,只利用碱性木质素或者是再添加碳源葡萄糖均有利于糙皮侧耳产漆酶,既包括产漆酶酶活性的提升,同时也包括产漆酶时间的提前,但只利用碱性木质素诱导不利于菌丝生物量的积累;而富含简单碳/氮源的诱导培养基,无论是否含碱性木质素,均有利于菌丝生物量的积累,其中,富含简单碳/氮源的培养基中再添加碱性木质素后的菌丝生物量和漆酶活性均高于不添加碱性木质素时的菌丝生物量和漆酶活性。相比而言,含碱性木质素的培养基中测得的漆酶活性大部分时间下都要高于不含木质素的简单碳/氮源培养基,含碱性木质素的培养基对糙皮侧耳菌株产漆酶的诱导作用更强。     

枯草芽胞杆菌降解木质纤维素能力及产酶研究

从农林废物堆肥中分离得到1株细菌经鉴定为枯草芽胞杆菌,将该细菌用于木质素类化合物利用.固态培养条件下考察其对木质纤维素的降解能力及产酶特性,另外对发酵前后的稻草结构进行了红外光谱分析.结果表明,枯草芽胞杆菌具有木质素降解能力,兼具低分子量木质素酚型、非酚型类物质的降解能力.其对木质素降解是木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶、纤维素酶和半纤维素酶共同作用的结果.在实验条件下,培养30 d使木质素降解率达9.47%,同时对纤维素、半纤维素也有较高程度的降解;降解率分别为38.8%、41.84%.红外光谱分析结果表明,稻草木质素结构被破坏,枯草芽胞杆菌对木质素各官能团的降解作用有所不同.     

糙皮侧耳和康氏木霉二步混合发酵生产饲料蛋白的研究

研究了糙皮侧耳 (Pleurotusostreatus)和康氏木霉C 3(TrichodermaKoningiiC 3)降解稻草生产饲料蛋白的发酵工艺。发酵产物的粗蛋白含量达到 2 2 .7% ,粗纤维降解率为 34 %。     

不同栽培基质对糙皮侧耳不同发酵方式下产漆酶活性的影响

为了比较糙皮侧耳栽培种在不同常规栽培基质上的漆酶活性,分析更适合糙皮侧耳生长的栽培基质,以1株糙皮侧耳Pleurotus ostreatus栽培菌株为研究材料,研究在固态和液态发酵条件下添加木屑、玉米芯和棉籽壳这3种栽培基质后,对其产漆酶活性的影响。结果表明,不同栽培基质对糙皮侧耳漆酶活性具有极显著的影响（P<0.001）;不同发酵方法对糙皮侧耳漆酶活性也具有极显著的影响（P<0.001）,仅第2天差异不显著。固体发酵与液体发酵条件下,糙皮侧耳在棉籽壳培养基上所检测到的漆酶活性均高于在木屑或者玉米芯培养基上,表明棉籽壳对提高糙皮侧耳漆酶活性的诱导能力更强。此外,糙皮侧耳在棉籽壳培养基上能够快速分泌漆酶,表明棉籽壳对缩短糙皮侧耳漆酶分泌时间的诱导能力更强。     

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.     

机械损伤对糙皮侧耳原基形成的影响

原基期是糙皮侧耳Pleurotus ostreatus发育进程的关键时期。本研究以糙皮侧耳菌株New 831为试验材料,通过对糙皮侧耳菌丝机械损伤,探讨机械损伤对糙皮侧耳原基诱发的影响。菌丝满板后,经过机械损伤处理,到原基期每隔4d取样一次,测定了这些样品处理组与对照组的活性氧及脂质过氧化水平,并且通过荧光定量分析了Po.WC-1、Po.WC-2、fst3和fst4基因的表达量。结果表明：机械损伤组和对照组的活性氧水平随时间的增加均呈现“先升后降”的趋势,机械损伤总体提高了活性氧的水平,并且机械损伤导致原基提前形成,表明活性氧水平的提高,可能促进了糙皮侧耳原基形成;荧光定量分析发现糙皮侧耳菌丝机械损伤处理后,Po.WC-1、Po.WC-2、fst3、fst4基因的表达量均发生变化,这些基因的变化表明它们可能参与调控糙皮侧耳原基形成;Po.WC-2和fst3基因在第8天时的显著上调表达可能促进了糙皮侧耳原基形成。研究结果表明机械损伤能够促进糙皮侧耳原基提前形成,这将为进一步研究原基形成过程中机械损伤的作用机制奠定基础。     

糙皮侧耳生长发育过程中漆酶基因家族的表达研究

漆酶参与木质素的降解和食用菌的生长发育。为了明晰漆酶基因在糙皮侧耳生长发育过程中的作用,本文采用real-time PCR检测了11条漆酶基因及Lacc2的小亚基sspoxa3在糙皮侧耳生长发育不同阶段的表达。其中lacc6和sspoxa3在整个生长发育阶段表达量均较高;lacc12随着原基的分化和子实体的形成大量表达,与成菇过程有关。lacc4,lacc7和lacc11在原基分化期高表达,与原基的分化有关。lacc2,lacc3和lacc8在成熟子实体阶段表达量显著上升,与子实体的分化和成熟有关。     

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。     

粗毛栓菌降解麦草木质纤维素的试验研究

正交试验结果表明 ,培养基质中葡萄糖的存在 ,抑制粗毛栓菌对麦草木质纤维素的降解作用 ;适量添加酒石酸 ,可提高该菌对木素的降解程度。粗毛栓菌有较强的降解麦草木质纤维素的能力 ,培养 6 0d后 ,原麦草中6 6 .2 1%纤维素、71.96 %半纤维素和 70 .14%木质素将分别消失