白腐菌降解木质素研究进展

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白腐菌对玉米秸秆木质素降解的效果

白腐菌对玉米秸秆木质素降解的效果摘要摘要: 添加不同品种和比例的白腐菌，研究其对玉米秸秆中木质素的降解情况。

结果表明，在尿素与白腐菌的共同作用下，玉米秸秆的粗蛋白含量平均提高180% ; 在白腐菌的单独作用下摘要: 添加不同品种和比例的白腐菌，研究其对玉米秸秆中木质素的降解情况。

结果表明，在尿素与白腐菌的共同作用下，玉米秸秆的粗蛋白含量平均提高180% ; 在白腐菌的单独作用下，平均降解木质素33. 4% 。

2 株白腐菌对玉米秸秆中木质素的降解速率不同，白腐菌2 ( 编号GIM3. 393) 对木质素的降解能力优于白腐菌1 ( 编号GIM3. 383) 。

关键词: 白腐菌; 木质素; 粗蛋白; 玉米秸秆玉米秸秆是丽水最常见农作物的废弃资源，使玉米秸秆资源化利用既可美化农村环境，保护水资源环境，营造农旅结合的优美环境，又为畜牧养殖业提供可食性的资源，丰富饲料的品种，达到资源循环利用的目的。

但玉米秸秆用作草食性动物的饲料还存在几个缺点，主要是粗蛋白含量低、木质素含量偏高、食口性差[1]。

本试验通过在玉米秸秆中加入不同比例、不同品种的白腐菌，作用不同时间后，测定白腐菌对玉米秸秆中的木质素降解及粗蛋白的含量变化的影响[2-3]，了解白腐菌对玉米秸秆的木质素降解情况，为玉米秸秆的进一步利用提供理论依据。

1 材料与方法1. 1 供试菌株白腐菌来源于上海名劲生物科技有限公司，编号GIM3. 383 ( 标记为A) 、GIM3. 393 ( 标记为B) ，黄孢原毛平革菌。

1. 2 材料来源于丽水市莲都区收集而来的成熟后的玉米秸秆，将其截成3 ～5 cm 的长度，加入10% 的尿素，处理4 ～5 h。

此时玉米秸秆湿度为60% 左右。

1. 3 方法白腐菌的培养[4]。

购买回白腐菌后，用无菌吸管吸取0. 1 ～0. 2 mL 无菌水或适宜的液体培养基滴入安培管内，待安培管内的牛奶菌粉溶解呈悬浮状后，再用无菌吸管吸取全部菌悬液接种到2 支试管内，试管内的培养基采用PDA 配方制作( 综合PDA 培养基: 200 g 马铃薯煮出液，20 g 葡萄糖，15 g 琼脂粉，KH2PO4 3 g，VB1 8 mg，水1 000 mL，pH 自然) 。

6种白腐菌腐朽后的山杨木材和木质素官能团变化的红外光谱分析

6种白腐菌腐朽后的山杨木材和木质素官能团变化的红外光谱分析近年来，木材受到腐朽菌的侵害已经成为严重的环境问题。

为了更好地研究木材腐朽菌的细菌，当今科学家开发出一种红外光谱分析新技术，以获得研究的准确而有效的结果。

本文介绍了一项使用红外光谱分析技术研究六种腐朽菌腐朽后的山杨木材和木质素官能团变化的研究，以及实验结果。

首先，在此次实验中，我们采集了6种常见的白腐菌（腐植酸菌、乙醇菌、胞囊菌、芽胞菌、凝固菌和弓形菌），并利用这些白腐菌分别腐蚀山杨木材，并分析其腐蚀后的木质素官能团的变化。

在实验中，我们利用红外光谱技术，以研究木质素官能团的变化。

红外光谱分析法的原理是，在给定的波段中，不同分子的官能团有不同的红外吸收特征，从而可以用来分析木质素官能团的变化。

其次，实验结果表明，6种不同的腐蚀菌腐蚀后，山杨木材木质素官能团的变化是显著的。

在这6种腐蚀菌中，腐植酸菌和乙醇菌显著降低了木质素官能团水选择性，而胞囊菌、芽胞菌、凝固菌和弓形菌则大大增加了木质素官能团中的巯糖酸，并使木质素官能团聚合作用明显变强，从而引起木材结构的变化。

此外，经过红外光谱分析，我们还发现，不同腐蚀菌腐蚀后的木质素官能团有着非常明显的差异。

从整体结果来看，腐植酸菌和乙醇菌腐蚀后的木质素官能团比其他菌类腐蚀后的变化明显。

最后，本文介绍了一项研究，使用红外光谱分析技术研究6种腐朽菌腐朽后的山杨木材和木质素官能团变化的研究，其中腐植酸菌和乙醇菌的腐蚀作用比其他菌类更为明显。

本研究结果对于今后开展木材保护研究和利用木材资源具有重要的意义。

总之，利用红外光谱分析技术研究6种腐朽菌腐朽后的山杨木材和木质素官能团变化，可以有效地检验木材中官能团的变化，为木材保护、利用等方面提供了重要参考，为木材保护环境做出积极贡献。

白腐真菌降解木质素的营养调控

酶的不同表达是生物降解底物以获得营养的最有效途径。１木质素降解酶体系的营养调控
胞外酶在木质素的生物降解过程中起着关键作用，但是
大多数真菌在自然条件下酶的合成量较低或几乎没有，并且许多酶的作用不能充分地发挥出来。此外对大多数白腐真菌
）２０
白腐真菌降解木质素的营养调控
席冬梅，卫东邓
（南农业大学动物科技学院．南昆明６００）云云５２１
摘
要：述了近２综０多年营养调控白腐真菌对分泌降解木质素的胞外木质素过氧化物酶（Ｉ）依赖锰的过氧化ＬＰ、
物酶（Ｐ和漆酶（ａｃｓ）酶量的研究。Ｍｎ）Ｌｃａｅ产
关键词：腐真菌；酶量；养调控白产营
中图分类号：９９３Ｑ４．２文献标识码：Ａ文章编号：０５—１４（０２０００Ｏ１０３１２０）３— ０８一２
静置浅层培养中主要是提高了细胞膜的渗透性，解除了已合
成的ＬＰ在细胞内对酶基因转录或酶ＩＲＡ翻译的阻遏，ＩｎＮ从而提高了酶的合成。１２锰过氧化物酶的营养调控Ｍｎ的最大特点是必须．Ｐ有锰的存在。多报道都证明锰在大多数真菌中对Ｍｎ许Ｐ的合成具有非常有效的诱导效应。ＣｒｎＲｔｍｎ（９２，究ａｍｅｕｔａｎ１９）研ｉ了锰的不同浓度水平对Ｐｂｅｉｏａ菌Ｍｎ、漆酶的合成及．ｒｖｐｒｓＰＨ０活性的影响，结果表明锰对三者都有不同程度的正效应，其中锰的浓度为ｌｍ／ｇ时效果最好。而浦跃武等ｌｇｋ

N~+注入选育白腐菌及其降解油菜秸秆木质纤维素的研究

键、木质素侧链上Ｃ２结构以及木质素单体（丁香基和愈创木基）Ｈ紫被部分降解，木质素的苯环结构遭到一定程
度的破坏。
关键词：白腐菌；Ｎ注人；傅里叶变换红外光谱；木质纤维素中图分类号：５５￥０．￥６；６３６文献标识码：Ａ文章编号：０７７４（０２０－１１７１０ — ６２１）２０８－１０
第２１卷第２期
２１０２年４月
激
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物
学
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Ｖｏ＿Ｎ０２ｌ２ｌ．Ａｐ．０１ｒ２２
ＡＣＴＡＬＥＲＢＩＡＳＯＬ０ＧＹＳＮＩＩＣＡ
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０－１６２１．２０７ｏ：０３６／．ｓ．０７７４．０２０．１ｓ
ｈｇ — ｉｌｆｌｃａｅｗｉｈｔｎｔｉＹ２．ｆｒ６ａｓｏｒｎａｉｎｃｌｒ．ｈｍｏｎｆｌｃａｅｅｚｍｅｉｈｙｅｄｏａｃｓｔｔｅｍｕａｔｓｒｎＷ０ａｆ０ｄｙｆｆｍｅｔｔｕｔｅｔｅａｕｔｏｃｓｎｙｈａｅｅｏｕａｐｏｕｔｄｂｈｔｒｏｅｂｃｅｉｎｒａｅｒｍ３７／ｏ５．／ｈｔｓｔｅｅｚｍｅｐｏｕｔｎｉｃｅｓｄｒｄｃｅｙｔｅｓａｆｔａｔｒｉｃｅｓｄｆｏ１．５Ｕｇｔ２５Ｕｇｔａｔｈａｗａ，ｈｎｙｒｄｃｉｎｒａｅｏｂ８ｉｓｔｅｄｇａａｉｎｒｔｓｏｅｌｎｎ．ｅｃｌｌｓｎｅｌｌｓｅｅ５１．９１ｙ２．５ｔｍｅ．ｈｅｒｄｔａｅｆｈｉｉｈｍｉｅｌｏｅａｄｃｌｏｅｗｒ４．％３．％ａｄ３８．ＴＲｏｔｇｕｕｎ２．％ＦＩ

白腐菌复合菌高效降解竹材木质素的工艺条件的优化

白腐菌复合菌高效降解竹材木质素的工艺条件的优化白腐菌复合菌高效降解竹材木质素的工艺条件的优化【引言】在当今环境保护与可持续发展的背景下，木质资源的高效利用成为了一个热门的话题。

竹材作为一种重要的木质资源具有广泛的应用前景，然而，由于其纤维结构的特殊性，传统的降解方法难以对竹材中的木质素进行有效处理。

而白腐菌复合菌被证明具有优异的竹材木质素降解能力，研究其降解竹材木质素的工艺条件优化成为了一项紧迫且有意义的课题。

本文将从深度和广度两个方面对白腐菌复合菌高效降解竹材木质素的工艺条件的优化进行全面评估，并提供有价值的观点和建议。

【一、竹材木质素的降解机制】1. 竹材木质素的组成和结构竹材木质素是竹材中最主要的木质组分之一，它主要由纤维素、半纤维素和木质素三种主要成分构成。

在这其中，绝大部分竹材木质素通过β-1,4-糖苷键和酯键结合，形成木质素多聚体的结构。

了解竹材木质素的组成和结构有助于理解其降解机制。

2. 白腐菌复合菌的降解机理白腐菌复合菌是一类具有强大木质素降解能力的微生物。

它们通过产生木质素酶来降解竹材木质素，主要包括纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶。

其中，木质素酶是白腐菌复合菌中最主要的降解酶，能够将竹材木质素的多聚体结构分解成低聚体或单体，从而促进竹材木质素的降解。

3. 降解过程中的影响因素在白腐菌复合菌降解竹材木质素的过程中，存在一系列影响因素，包括温度、pH值、底物浓度、酶浓度等。

其中，温度和pH值是影响降解效果最为重要的因素，适宜的温度和pH值可以使白腐菌复合菌的木质素降解能力得到充分发挥。

【二、白腐菌复合菌高效降解竹材木质素的工艺条件优化】1. 温度的优化白腐菌复合菌的活性受到温度的影响，温度过高或过低都会降低木质素降解的效果。

通过对不同温度下白腐菌复合菌的降解效果进行研究，可以找到最适合降解竹材木质素的温度范围，并确定最适宜的降解温度。

2. pH值的优化白腐菌复合菌对pH值的要求也较为严格，过高或过低的pH值都会对降解效果产生不利影响。

木质素生物降解及其应用研究进展 1

第23卷　第1期中　南　林　学　院　学　报V o l.23　N o.1　2003年2月JOU RNAL O F CEN TRAL SOU TH FOR ESTR Y UN I V ER S IT Y Feb.2003　Ξ[文章编号]1000-2502(2003)01-0079-07木质素生物降解及其应用研究进展陈立祥1,章怀云2(1.湖南农业大学动物科技学院,湖南长沙410128;2.中南林学院,湖南株洲412006)[摘　要]　木质素生物降解可广泛应用于造纸工业、环境保护、饲料工业、酒精发酵以及生物肥料等领域.综述了木质素及木质素降解酶系的分子结构、木质素降解的机理、降解木质素的微生物种类、木质素降解酶类的分子生物学特征等方面的研究进展以及木质素降解在生产中的应用情况.[关键词]　生物科学;生物工程;木质素;生物降解;造纸工业;环境保护;综述[中图分类号]　Q55;TQ351.01+3 [文献标识码]　ARecen t Research Advances on the L ign i nB iodegrada tion and Appl ica tion sCH EN L i2x iang1,ZHAN G H uai2yun2(1.Co llege of A ni m al Science and T echno logy of H unan A griculture U niversity,Changsha410128,H unan,Ch ina;2.Central South Fo restry U niversity,Zhuzhou412006,H unan,Ch ina)Abstract:T h is review introduces our recent research p rogress of lignin bi odegradati on and its app licati ons.It analyzes and illustrates the structure of lignin and lignin2degrading enzym es,the mo lecular bi o logy of ligno lytic o rganis m s and the enzym es they create,and the app licati on of lignin2bi odegradati on to paper industry and environm ental p ro tecti on.Key words:eco logical science;eco logical engineering;lignin;bi odegradati on;paper2m ak ing industry;environm ental p ro tecti on;review木质素是植物细胞壁的重要组成部分,约占植物体干质量的20%,在自然界中含量仅次于纤维素.据估测,全球每年可产生约6×1014t木质素,主要以造纸工业废水和农作物废弃秸杆形式存在[1].与纤维素相比,木质素的组成单位、空间结构都要复杂,这种结构的复杂性决定了降解木质素需要多种酶的协同作用.在自然界中能彻底降解木质素的生物种类不多,在降解木质素的微生物中,真菌起主要作用,但其降解速度大都缓慢,这样应用传统的微生物方法来降解木质素就会遇到许多困难.而分子生物学的发展为解决这一问题提供了新的途径,应用DNA重组技术能使木质素降解酶相关基因进行克隆表达,这是该领域近二十年来的一个研究热点[2～4].1　木质素的结构与木质素降解酶1.1　木质素的结构木质素的基本结构是由苯丙烷( C—C—C)通过醚键和碳碳键联结而成的复杂的、无定形的三维空间结构,依苯丙烷的侧链取代基不同,它又可分为松柏醇、芥子醇和对香豆素3种不同形式,其结构式如下:Ξ[收稿日期]2002210212[作者简介]陈立祥(1963-),男,湖南邵阳人,副教授,博士研究生,现从事分子生物学研究.CH OHCHCHOCH 3O H CH OHCHCHOCH 3O H OCH 3　CH OHCH CHOH 松柏醇香豆素芥子醇(con ifergl alcoho l ) (coum argl alcoho l ) (sinapyl alcoho l )各基本单元连接的方式主要有Β2O 24,Β25,Β21等,图1为木质素局部结构[5].图1　一段木质素的结构F ig .1　The structure of lign i n不同的植物种类,植物不同的生长阶段,其木质素的含量和成分是不同的,由于重复单元间缺乏规律性和有序性,迄今为止,人们仍没能把整个木质素分子以其完整的状态分离出来,因此,它是天然高聚物中结构最难搞清楚的物质[6].1.2　木质素降解相关酶系木质素的降解酶系是非常复杂的体系,目前对它的研究较多,认为最重要的木质素降解酶有3种:木质素过氧化物酶(L ign in p erox idase L i p )、锰过氧化物酶(M anganese p erox idase M np )和漆酶(L accase ).除此之外,还有芳醇氧化酶(A ryl 2alcoho l ox idase AAO )、乙二醛氧化酶(Gyoxal ox idase GLOX )、葡萄糖氧化酶(Guco se 2l 2ox idase )、酚氧化酶、过氧化氢酶等都参与了木质素的降解或对其降解产生一定的影响.1.2.1　L i p 和M np [4,7,8]L i p 和M np 都是带有糖基的胞外血红素蛋白,又称血红素过氧化物酶(H em e Perox idase ).L iP 是一种糖蛋白,由十条长的蛋白质单链和一条短的单链构成;M nP 也是一种糖蛋白,其分子同样由十条长的蛋白质单链和一条短的单链构成(见图2).08中　南　林　学　院　学　报第23卷L i p 的活性中心由一个血红素基组成,另外还有两个起稳定结构作用的Ca 2+.M np 活性中心基本上与L i p 相同,但还有M n 2+的参与(图3).两者的主要区别是:L iP 的碳端是在血红素基的两个丙酸根之间,而M nP 的碳端却与血红素基分开,另外,M nP 有5个二硫键,而L iP 只有4个二硫键,M nP 的前4个二硫键与L i p 的相同,M nP 的第5个二硫键是在蛋白质的碳端,推测它与M n 2+的活性中心有关.图3　L i p 和M nP 的活性中心结构F ig .3　The active cen tral stractureof L ip and M nP(a )L igninase peroxido se L i p (b )M anganese eroxidase M nP图2　M nP 的分子结构F ig .2　M olecular structure of M np1.2.2　漆酶(EC ,1、10、3.2)漆酶是含铜的多酚氧化酶,分漆树漆酶和真菌漆酶两大类,主要来源于生漆和真菌[9].由于漆酶的含糖量较高,难以得到X -衍射构象图,所以它的三维结构尚不清楚,但已证实,漆酶中的铜离子在催化氧化反应中起决定作用,可以催化芳香环支链C Α2C Β键断裂,并能将酚类氧化成醌[10].1.2.3　其它酶类除L iP 、M nP 和L accase 外,还有葡萄糖氧化酶、乙二醛氧化酶、芳醇氧化酶以及过氧化氢酶等也参与了木质素的降解,但到目前为止,人们还不完全清楚每种酶在木质素降解中的具体作用[11].图4　木质素主要代谢途径F ig .4　M ajor pathways i n lign i n m et abolis m1.3　木质素降解的机理一般认为,L iP 、M nP 、L accase 和H 2O 2产生系统构成降解木质素的主要成分.L iP 氧化非酚型化合物,引起C Α2C Β芳香环断裂,L accase 氧化酚型化合物,M nP 既可氧化酚型结构也可氧化非酚型结构.通过L iP 、M nP 、L accase 以及活性氧的产生系统,引起芳香离子自由基的产生,C Α2C Β键的断裂及C Β氧化,芳香环开裂,单甲氧基芳香物氧化,醌、氢醌的形成,这些产物再经不同的代谢途径代谢形成CO 2[1],其途径如图4所示.2　降解木质素的微生物种类及相关酶的分子生物学特性2.1　降解木质素的微生物种类在自然界中,木质素的完全降解是真菌、细菌及相应微生物群落共同作用的结果,其中真菌起着主导作用.根据木材腐朽类型,降解木质素的真菌——木腐菌(w ood 2ro t fungi )可分为白腐菌、褐腐菌和软腐菌3类.白腐菌(W h ite 2ro t fungi )是一种丝状真菌,它首先降解木质纤维素中的木质素,不产生色素,是最主要的木质素降解真菌.目前,研究得较多的白腐菌有:黄孢原毛平革菌[12]P hanerochete ch ry sosp orium 、烟管菌[13]B erkand era ad usta 、变色栓菌[14]T ham etes versicolor 、糙皮侧耳[15]P leu rotus ostrea tus 、D icho m itus squa lens[16]、Cerip orriop sis subver m isp ora[17]等.这些菌多属于担子菌.褐腐菌b row n 2ro t fungi 亦属于担子菌,但它首先降解木质纤维素中的纤维素,并分泌黄褐色的色素使木材黄褐变,然后再缓慢降解木质素.软腐菌(soft 2ro t18第1期陈立祥等:木质素生物降解及其应用研究进展28中　南　林　学　院　学　报第23卷fungi)多为子囊菌和半知菌,它一般只能分解纤维素,木质素则被完整地保留下来,由于后两者它们分解木质素的能力不强或没有,因此,对其研究报道也较少.除此之外,还有一些以放线菌为主的原核生物,如链霉菌属S trep to m y ces、节杆菌属A rth robaeter、小单孢菌属M icro m onosp ora和诺卡氏菌属N oca rd ia等以及细菌中的厌氧梭菌C lostrid ium、假单孢菌属P seud o m onas、不动杆菌属A cinetobacter和芽孢杆菌属B acillus等也能产生木质素降解酶,但这些原核生物所分泌的木质素降解酶都是胞内酶,这就决定了其在木质素降解菌的研究中处于一个相对次要的地位[6].2.2　木质素降解酶类的分子生物学特征自20世纪80年代人们从黄孢原毛平革菌P.ch ry sosp orium中分离出木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶后[14,18],人们对该菌种做了大量的研究工作,目前该菌种已成为研究木质素生物降解的模式真菌.随着DNA 重组技术的发展和应用,对木质素降解酶类的研究进入了一个新的阶段,目前除P.ch ry sosp orium外,人们已从几十种微生物中克隆出了木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶的编码基因,并在大肠杆菌[19]、酵母[20、21]等异源生物中得到活性表达.2.2.1　基因组研究发现,在P.Ch ry sosp orium菌丝体细胞中,可以随机分散多个细胞核,担孢子则含有2个等同的核,有性孢子的形成可以是同宗配合或异宗配合,P.Ch ry sosp orium基因组大小估计为4.4×107bp,其中20%～30%是线粒体和核糖体DNA,其担孢子呈现染色体长度多态性[6].通过对已克隆的木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶的同功酶基因进行DNA序列分析发现,木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶同功酶之间有较高的同源性(见表1).表1　L i p和M nP基因序列的相似性Table1　Genes sequence si m ilar ity am ong L ig and M nP过氧化物酶023456789101112131415161718192021P.c.lipA198.880.670.289.887.690.689.596.084.560.259.161.059.756.358.455.655.938.141.338.3 P.c.lipB280.970.290.087.990.989.896.284.560.259.161.059.756.358.455.655.938.341.638.3 P.c.lipC364.476.880.177.677.679.282.656.154.457.456.455.253.053.453.740.442.040.2 P.c.lipD469.570.970.268.468.978.356.459.162.961.659.662.260.360.836.742.137.5 P.c.lip E581.986.884.688.783.959.158.559.057.255.756.554.054.236.439.937.5 P.c.lip F686.588.486.885.759.459.059.658.655.756.056.458.439.943.939.9 P.c.lipG792.889.883.256.958.358.657.253.355.755.155.336.741.337.5 P.c.lipH889.082.657.758.158.156.952.755.754.255.137.541.338.1 P.c.lip I983.959.959.460.860.256.857.655.655.637.841.638.3 P.c.lipJ1066.567.769.670.865.261.559.659.646.646.644.1 p.r.L PG31157.559.459.757.557.753.956.438.143.141.4B.a.L PO-11258.657.256.057.957.356.434.736.336.0T.v.L PG I1386.173.873.466.668.237.939.236.6 T.v.L PG I I1475.172.264.166.338.440.338.4 T.v.V L G I1565.657.558.936.938.337.2 T.v.L PGV I1667.968.537.839.437.0 T.v.PGV1779.243.048.545.8 T.v.M PG I1840.044.443.8 P.c.M nP-11974.169.3 P.c.M nP-12077.3 P.c.M nP-2210P.c L i p(P.c li pA到P.c.L i pJ)为黄孢原毛平革菌木质素过氧化物酶;P.c M np(P.c.M np-1和P.c.M np-2)为黄孢原毛平革菌锰过氧化物酶;T.v.L PG(T.v L PG I和T.v L PG )为变色栓菌木质素过氧化物酶;B.a.L P-1为烟管菌木质素过氧化物酶;P.r.L PG3为射脉菌木质素过氧化物酶.2.2.2　木质素过氧化物酶基因家族[22]现在已知,至少有10个相近的基因家族对P .ch ry sosp orium 木质素过氧化物酶(L i p )进行编码,定名从li pA 至li pJ ,从其它真菌如T ram etes versicolor 、B jerkand era ad usta 和P h lebia ad usta 中也克隆出了几个L iP 同功酶基因.L iP 基因序列是高度保守的,其氨基酸序列有53.0%～98.9%的相似性,每个L iP 基因编码一个成熟蛋白质产物,此蛋白质产物由22～28个氨基酸残基的引导肽所引导的343～345个氨基酸所组成,成熟蛋白质的分子量为36360～36607,表现分子量38000～43000,推测表现分子量中的6%～13%为糖基部分,L i p 编码区G +C 所占比例大约为60%～65%,而非编码区G +C 大约为44%～49%.P .ch ry sosp orium 的L i p 均含有8个或9个内含子,每个大小为49～78bp ,在L i p 基因的5′端非编码区包含一个TA TA 框(-66～-81bp )和一个CAA T 顺序(-107～-228bp )的调节序列.2.2.3　锰过氧化物酶基因家族[23]和L iP 一样,M nP 同功酶也是由多基因编码的,P .Ch ry sosp orium 的M nP I 编码一个含357个氨基酸的成熟蛋白及一个含21个氨基酸的引导肽.M nP I 的内含子为6个,大小在57～72bp 之间;M nP II 的内含子为7个,大小在50～55bp 之间,M np 5′非编码区包括一个TA TA 单元(-81bp )及3个反向CAA T 单元.2.2.4　L accase 基因家族漆酶也是由一个结构相近的基因家族所编码,目前有许多真菌的L accase 基因已经被克隆和测序,经分析发现,在不同真菌的L accase 基因之间DNA 序列的同源性较低[24].2.2.5　外源性表达及调控木质素降解酶基因的转录和翻译情况比较复杂,如P .Ch ry sosp orium 的L iP 基因转录明显受培养基中碳、氮水平的调节,M nP 的产生有赖于M n 2+的浓度,且M n 2+的调节是在转录水平上进行的,漆酶的表达调控在种间有显著的不同.在异源表达上,总的来说表达水平都不是太高.但最近一个构巢曲霉A sp erg illus n id u lan 的漆酶基因在米曲霉A .ory z ae 上重组成功并有较高活性表达,且该菌株已用于商业生产[25],这可为木质素酶类基因工程的应用提供参考.3　木质素降解在生产实际中的应用木质素是人类可再生的纤维资源之一,使木质素转变为有用的物质,变废为宝,这将对我国的造纸工业、环境保护以及可持续发展等均具有深远的意义.3.1　在造纸工业上的应用[26～28]目前,在造纸工业上通常采取硫酸盐法(以氢氧化钠和硫酸钠使醚键断裂)和亚硫酸盐法(通过磺化反应使木质素变成水溶性物质)来除去木质素,使纤维素从木质素的禁锢中释放出来.但这些方法污染大、能耗高、利用率低.利用使木质素降解的真菌或直接利用木质素降解酶使木质素降解可克服传统工艺的缺点.3.1.1　生物制浆由于白腐真菌和木质素降解酶类能选择分解植物纤维原料中的木质素,因此,在化学制浆前先进行生物预处理,可以降低化学药品的用量及能源消耗.美国农业部林产研究所(FPL )将选出的菌种直接接种到新伐木段,让其在运输和储存过程中发挥作用,这样可使前后阶段的机械制浆的能耗降低11%～27%,并且经过预处理木材造出的纸张撕裂和抗张强度性能均优于对照组.尽管用白腐真菌直接接种木片进行预处理呈现出多种效益,但如何缩短生物处理周期是大规模工厂化生产需要解决的问题.3.1.2　生物漂白白腐真菌或木质素降解酶类直接作用于纸浆中残余木素,使之发生降解溶出,从而可提高纸浆的白度.Fn jita 等人将白腐菌Izu -154用于阔叶树木材硫酸浆的漂白预处理5d ,纸张白度提高了20%左右,Kapp 值下降11.6～12.4,同时可减少漂白剂的用量.38第1期陈立祥等:木质素生物降解及其应用研究进展48中　南　林　学　院　学　报第23卷3.1.3　造纸废水处理白腐真菌对制浆造纸工业废水处理的研究,多集中在含氯漂白废水.林鹿等人对草类、蔗渣等的氧化碱抽提、次氯酸盐漂白(CEH)的废水用白腐真菌处理后发现,白腐菌能有效消除废水毒性,降低COD、BOD、AOX 值及色度.但它同样存在处理时间长等工业化生产所面临的问题.3.2　在环境保护方面的应用研究发现,白腐真菌及漆酶对许多化合物如多环芳烃、DD T、酚类、氯代芳香化合物、染料、农药等含有芳香结构的污染物都有较强的降解能力[29].在国外,P.Ch ry sosp ium已成功用于修复有机氯农药污染的土壤,漆酶用于染料工业污水的处理[30],在处理工业污水方面,漆酶及能产生漆酶的真菌已显示出它特有的作用.3.3　在其它方面的应用木质纤维素中木质素的优先降解是制约纤维素利用的关键,利用木质素降解酶处理农作物废弃的秸秆(全球产量约20亿t以上,我国占5亿多t[6]),对于饲料工业、酒精发酵工业以及生物肥料工业等方面都将具有重要意义.4　结束语木质素的生物降解在许多应用领域有着广阔的前景,但由于一些基础研究如木质素的空间结构、每种木质素酶的作用机理以及木质素酶基因结构及其表达调控等尚未完全研究清楚,所以,离实际应用还有一段距离.正因如此,木质素的生物降解也一直是世界性研究热点和难题.相信在不久的将来,随着蛋白质分离、纯化、空间构象测定技术的发展,随着对木质素酶催化机理认识的加深,以及应用分子生物学技术对木质素降解酶相关基因结构、表达调控机理等深入研究,这些问题将会逐一解决.[参　考　文　献][1]　冀珍芳,石淑兰.木质素的微生物降解[J].广西轻工业,2002,15(1):4-5.[2]　D aniel Cullen.R ecent advances on the mo lecular genetics of lignino lytic fungi[J].J.of B i o techno logy,1997,53:273-289.[3]　R eddy C A.A n overview of the recent advances on the physi o logy and mo lecular bi o logy of lignin peroxidases of P hanerochacetech ry sosp orium[J].J.of B i o techno logy,1993,30:91-107.[4]　M ichael H.Go ld and M argaret A lic.M o lecular bi o logy of the lignin2degrading basidi om ycete P he m erocheete ch ry sosp orium[J].M icrobi o logical R eview s,1993,57(3):605-622.[5]　张建军,罗勤慧.木质素酶及其化学模拟的研究进展[J].化学通报,2001,59(8):470-477.[6]　吴　坤,张世敏,朱显峰.木质素生物降解研究进展[J].河南农业大学学报,2000,34(4):349-354.[7]　Susana Cam arero,Sovan Srkar,F rancisco Javier,et al.D escri p ti on of a versatile peroxidase in vo lved in the natural degradati on of ligninthat has m anganese peroxidase and lignin peroxidase substrate interacti on sites[J].T he J.of B i o logical Chem istry,1999,274(15):10324 -10330.[8]　Tom es Jovehansson,Per of N ym an.A cluster of genes encoding m aj o r isozym es of lignin peroxidase and m anganese peroxidese from thew h ite2ro t fungus T ram etes versicolor[J].Gene,1996,170:31-38.[9]　胡平平,付时雨.漆酶催化活性中心结构及其特征研究进展[J].林产化学与工业,2001,21(3):69-75.[10]　季立才,胡培植.漆酶催化氧化反应研究进展[J].林产化学与工业,1997,17(1):79-84.[11]　E lisa V arela,A ngel T,M artinez,et al.M o lecular cloning of aryl2alcoho l xidase from the fungus P leu rotrs ery ng ii,an enzym e invo lved inlignin degradati on[J].B i ochan.J,1999,341:113-117.[12]　T ien M,Kent K irk T.L ignin2degrading enzym e from Phanerocheete Ch ryso spo rium:purificati on,characterizati on,and catalytic p ropertiesof a uni pue H2O2-requiring oxygenase[J].P roc.N atl.A cad.Sci.U SA,1984,81:2280-2284.[13]　Yo sh i o k i m ura,Yasuh iko A sada,Toyono ri O ka,et al.M o lecular analysis of a B jerkand era ad usta lignin peroxidese gene[J].A pp l.M icrobi o l.B i o techno l,1991,35:501-514.[14]　Edgar O ng,W B rent R Po llock,M ichael Sm ith.C loning and sequence analysis of two laccase comp lem entary DNA s from the lignino lyticbasidi om ycete T ram etes versicolor[J].Gene,1997,196:113-119.[15]　Yasuh iko A sada,A k ira W atanabe,To sh ikazu L rie,et al.Structures of genom ic and comp lem entary DNA s coding fo r P leu rotus ostrea tusM angc m ese ( )peroxidase [J ].B i och i m ica et .B i ophysica A cta ,1995,1251:205-209.[16]　Dongm ei L i ,N ingL i ,B iao M a ,et al .Characterizati on of genes encoding two m angm ese peroxidase from the lignin 2degrading fungusD icho m itus squa lens [J ].B i och i m ica et B i ophysica A cta ,1999,1434:356-364.[17]　M ari o T ello,Gino Co rsini,L uis F.L arrondo,et al .Characterizati on of th ree new m anganese peroxidase genes from the ligninloyticbasidi om ycete Cerip oriop sis subver m isp ora [J ].B i och i m ica et B i ophysica A cta ,2000,1490:137-144.[18]　Zhong Y Z ,Zylstra G G ,O lsen R H ,et al .Identificati on of c DNA clones fo r ligninase from P hanerochacte ch ry sosp orir m using synthetico ligonucleo tide p robes [J ].B i ochem ica and B i ophysical R esearch Comm unicati ons ,1996,137(2):649-656.[19]　N ie G ,R eading N s ,A ust S D .Exp ressi on of the lignin peroxidase H 2gene from Phanerochaete Ch ryso spo rium in E scherich ia coli .[J ].B i ochem ica and B i ophysical R esearch comm unicati ons ,1998,249(1):146-150.[20]　Si m ona L arsson ,P ierre Cassland ,L eif J .Jonsson D evelopm ent of a S accha ro my cerev isiae strain w ith enhanced resistance to pheno licfer m entati on inh ibito rs in lignocillulo se hydro lysates by hetero logons exp resssi on of laccase [J ].A pp l .Environ .M icrobi o l ,2001,67(3):1163-1170.[21]　Zem in W ang ,B ruce H .B leak ley ,Don L .C raw fo rd ,et al .C loning and exp ressi on a lignin peroxidase gene from S trep to my ces v irid osp orusin Strep tom yces lividans [J ].J .of B i o techno logy ,1990,13:131-144.[22]　H A de Boer ,Zheng Y Z .,Cco lling C ,et al .A nalysis of unclo tide sequences of two ligninase c DNA s from a w h ite 2ro t filam entous fungus ,P hanerochacte ch ry sosp orium .[J ].Gene ,1987,60:93-102.[23]　M argaret A lic ,L ak shm i ak iles w arn ,M ichael H Go ld .Characterizati on of the gene encoding m anganese .peroxidase isozym e 3fromP hanerochaete ch ry sosp orium [J ].B i och i m ica et B i ophysica A cta,1997,1338:1-7.[24]　U lrike T emp ,Uw e Ziero ld ,C laudia Eggert .C loning and characterizati on of a second laccase gene from the lignin 2degrading basidi om ycetePy cnop orus cinnaba rinus [J ].Gene ,1999,236:169-177.[25]　R andy M Berka ,Palle Schneider ,E lizabeth J .Characterizati on of the gene encoding and extracellular laccase of M yceli oph tho ra ther moph ila and analysis of the recom k inant enzym e exp ressed in A sp erg illus ory z ae [J ].A pp l .Environ .M icrobi o l.,1997,63:3151-3157.[28]　M asood A kh tar ,Robert A .B lanchette ,Todd A .Burnes U sing si m ons stain to p redict energy savings during bi om echanical pulp ing [J ].W ood and F iber Science ,1995,27(3):258-264.[26]　赵玉林,陈中豪,王福君.木素酶在制浆造纸工业中的应用研究进展.[J ].黑龙江造纸,2001(3):3-6.[27]　柳荣长,王广建.白腐菌在制浆造纸工业中的应用进展[J ].中华纸业,2001(3):46-50.[29]　王太宇,乔宝义.木腐菌对三种合成染料的脱色作用的研究[J ].菌物系统,1999,18(3):321-325.[30]　张朝晖,夏黎明,林建平,等.黄孢原毛平革菌对染料和印染废水的降解[J ].应用与环境生物学报,2001,7(4):382-387.[本文编辑:邓白罗]58第1期陈立祥等:木质素生物降解及其应用研究进展。

白腐菌液体培养产生木质纤维素降解酶的研究_谢君

文章编号:0490-6756(2000)0z -0161-06白腐菌液体培养产生木质纤维素降解酶的研究谢君1,任路1,李维1,孙迅2,张义正1,*(1.四川大学生命科学学院分子生物学实验室,成都610064;2.山东荷泽师范学院生物系,山东荷泽274015)摘要:选用45枚白腐真菌,首先根据RB 亮蓝变色反应,初筛出6枚菌株.采用正交实验确定了这6枚菌株的最佳液体产酶培养基,讨论了它们产木质素降解酶的行为.根据其产酶的特性,从中筛出2枚在液体培养基中产酶能力最强且产酶较快的菌株.结果表明,侧耳sp2和粗毛栓菌在液体培养中具有很强的产酶能力且产酶较快,且首先降解木质素,是生物制浆中原料预处理的优良菌株,具有一定的应用前景.关键词:白腐真菌;菌株筛选;液体培养;产酶能力;木质纤维素降解中图分类号:Q345.23 文献标识码:A 木质素是植物的主要成分之一,它是植物细胞胞间层和初生壁的主要填充物,其产量是仅次于纤维素的最为丰富的有机物,通常在木质细胞中占15%～30%.从化学结构看,针叶树的木质素主要由松柏醇的脱氢聚合物构成愈创木基木质素;阔叶树的木质素由松柏醇和芥子醇的脱氢聚合物构成愈创木基-紫丁香基木质素;而草本植物则是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇的脱氢聚合物和对香豆酸组成[1～4].因而使木质素成为结构复杂、稳定、多样的生物大分子物质,一般难于被微生物降解.植物的生物质,主要是由木质素、纤维素和半纤维素相互镶嵌结合而成.木质素以衬质包囊着纤维素和半纤维素,且木质素沉积或填充于纤维素构成的微晶纤维中,这些都阻碍了纤维素的生物降解和利用.因而使得利用微生物降解木质素,以有效地转化地球上最大碳源纤维素和半纤维素受到极大的限制,故木质素的降解成为地球生物圈中碳素循环的障碍[5].自然界参与降解木质素的微生物种类有真菌、放线菌和细菌,而真菌是最重要的一类.现已发现可降解木质素的真菌有苍烟管菌(Bjerkandera )、鬼伞菌(Coprinus )、灵芝菌(Ganoder -ma )、香菇(Lentinula )、蜜孔菌(Pycnoporus )、平革菌(Phanerochaete )、侧耳菌(Pleurotus )、多孔菌(Polyporus )、射脉菌(Phlebia )等.根据真菌降解木质素时木材的变化,将其分为白腐真菌(white -rot fungi )、褐腐真菌(brow n -rot fungi )和软腐真菌(soft -rot fungi ),其中大型担子真菌———白腐菌是目前已知的自然界中对木质素具有最强降解能力的一类真菌,它们也是已知唯一的在纯培养条件下能够将木质素最终矿化的微生物.虽然褐腐菌、软腐菌、放线菌和细菌也能在木质素的降解过程中发挥一定作用,但一般认为它们仅起二次性的作用[6].因此,白腐菌已成为研究木质素降解的首选微生物.它们通过分泌漆酶(laccase ,Lacs )、木质素过氧化物酶(Lig ninperoxidase ,LiPs )、锰过氧化物酶(M anganese -dependentperoxidase ,MnPs )、纤维素酶收稿日期:2000-07-20*通讯作者2000年10月第37卷增刊　四川大学学报(自然科学版)Journal of Sichuan University (N atural Science Edition )　Oct .2000Vol .37Sup162四川大学学报(自然科学版) 第37卷(Cellulase,Cels)和半纤维素酶(Hemicellulase,Hcels)等降解植物的生物质.由于白腐菌在造纸工业中的生物制浆和纸浆生物漂白[7,8]、环境保护[9,10]等方面有着巨大的应用前景,因此愈来愈受到关注.国际上近年来就如何提高白腐菌木质素降解酶的产量进行了大量工作,而高产菌株的筛选亦是最重要的内容之一[11].本研究选取45株白腐真菌菌株,其中大多数都是能在植物秸秆或废弃物上栽培的蘑菇菌种,它们都有较高的降解木质纤维素的能力,以期从中选择出一些在不同条件下能大量产生某种具有特色的木质纤维素降解酶菌株.首先用加有染料Remazol blue亮蓝(RB)的平板进行初筛,然后对初筛菌株在不同液体培养基中产酶能力进行研究,由此选择一些有特色的木质纤维素降解酶高产菌株.1　材料与方法1.1　菌株实验中使用的菌株有侧耳菌(Pleurotus)39株,购自四川省农业科学研究院土壤肥料研究所;粗毛栓菌(Trametes gallic),裂褶菌(Schizophy llum comm une AM06)和黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium1767).1.2　主要仪器及试剂UV-265可见紫外分光光度计(日本Shimadzu公司);RB亮蓝、2.2'-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸(ABTS)、藜芦醇购自美国Sigma公司,其它试剂均为分析纯试剂.1.3　培养基PDA培养基和Kirk低氮培养基按文[12]配制.为了能较快地考察出多个真菌菌株在不同浓度的氮源、碳源、无机元素和VB1条件下的产酶情况,特按附表的设计方案进行正交实验.附表　培养基组成的正交设计方案培养基酒石酸铵(mL)葡萄糖(mL)大量元素(m L)微量元素(mL)V B1(mL)LM112.5551LM217.515153LM3102.515153LM4107.55511.4　菌株的培养1.4.1　菌种的培养与保存　将菌种接种于PDA平板上,28℃下培养.置于4℃冰箱中短期保存;在斜面上加已灭菌的矿物油,于4℃下长期保存.1.4.2　初筛实验[13]　从PDA平板上取出0.8cm2的菌塞接种于含有625μg/mL Romazol亮蓝的Kirk培养基中,28℃培养,观察颜色变化.1.4.3　液体静止培养实验　将同一菌株,分别接种于LM1,LM2,LM3和LM44种的培养基中,50mL培养基接种1×0.8cm2的菌丝塞,3个平行样,置于28℃静止培养.每2d取样测定Lac,Lip,MnP,Cel和H c el酶活一次,实验持续24d.1.5　酶活测定方法漆酶活性的测定采用ABTS法[14];木质素过氧化物酶活性的测定采用藜芦醇法[15];锰过氧化物酶活性的测定见文[16];纤维素酶活性测定[17],以RB 亮蓝染色的微晶纤维素[18]为底物进行测定;半纤维素酶活测定则以木聚糖为底物进行测定[19].2　结果2.1　初筛实验由于许多可降解木质素的白腐菌能使培养基中的RB 亮蓝逐步转变成橙黄色,因而将45株供试的真菌,接种于RB 亮蓝平板上,观察它们对RB 亮蓝的褪色时间,从中选出褪色能力较强且褪色反应较快的10株菌.然后将此10株菌进行液体培养,测定其胞外酶Lac ,Lip ,MnP 活性.由此选出产酶能力较强的侧耳sp1,侧耳sp2,侧耳sp3,侧耳sp4,侧耳sp5和粗毛栓菌等6株菌进一步进行液体培养实验.2.2　在不同液体培养基中的产酶能力因为要测定6株菌在不同培养时间产生4种酶的活性,工作量很大,因而选择了3因子2水平的液体培养正交实验方案.实际上附表中的LM1是低氮低碳低无机盐培养基,LM 2是低氮高碳高无机盐培养基,LM3是高氮低碳高无机盐培养基,LM4是高氮高碳低无机盐培养基.现将6枚菌株在4种培养基中所产生的4种酶的最高酶活的先后时间顺序见附图.侧耳sp1,Lac 在LM 2中16d 达169.5U /L ,22d 达244.3U /L ;Lip 在LM 2中6d 达1.792U /L ;MnP 在LM 4中16d 达38.46U /L ;Hcel 在LM4中12d 达577.3U /L .侧耳sp2,Lac 在LM2中12d 达243.2U /L ;Lip 在LM 2中12d 达2.330U /L ;MnP 在LM 2中6d 达127.9U /L ;H cel 在LM 2中12d 达588.4U /L ,18d 达677.2U /L .侧耳sp3,Lip 在LM 2中,8d 达1.97U /L ;M np 在LM1中,10d 达7.69U /L ;Lac 在LM 4中,14d 达368U /L ;Hcel 在LM2中,14d 达677U /L .首先Lip 在8d 达峰值,然后MnP 在10d 达峰值,最后Lac 和Hcel 都在14d 达峰值.侧耳sp4,Lip 在LM 2中,10d 达1.43U /L ;Hcel 在LM 4中,14d 达666U /L ;MnP 在LM 3中,18d 达4.81U /L ;Lac 在LM2中,20d 达299U /L .首先Lip 在10d 达峰值,然后按Hcel 、M nP 和Lac 的先后顺序达到峰值.侧耳sp5,M nP 在LM 1中,6d 达16.4U /L ;Lac 在sLM 4中,10d 达274U /L ;Lip 在LM 1中,14d 达5.98U /L ;Hcel 在LM 2中,14d 达799U /L .首先MnP 在6d 达峰值,然后Lac 在10d 达峰值,最后Lip 和Hcel 都是在14d 达峰值.粗毛栓菌,M np 在LM2中,6d 达64.42U /L ;Lip 在LM3中,10d 达1.97U /L ;Lac 在LM 3中,12d 达1824U /L ;Hcel 在LM2中,18d 达866U /L .首先MnP 在6d 达峰值,然后Lip 在10d 达峰值,Lac 在12d 达峰值,最后Hcel 在18d 达峰值.纤维素酶(Cel )的酶活采用微晶纤维素法、滤纸条法都未测出,表明这两株在液体培养基条件下不产纤维素酶或产酶活性太低以至无法检出.3　讨论研究结果表明,对于6菌株的4种酶在4种培养基中,都具有两个或以上的活性峰期,这提示这些木质素降解菌株在液体培养基条件下都具有两个或以上的生理活跃期.163增刊谢君等:白腐菌液体培养产生木质纤维素降解酶的研究附图　6枚菌株在液体培养基中产酶峰值及时间分布结果(U /L ) Lac 除sp2外,Hcel 除T .gallic 外,sp2,sp3和T .gallic 产MnP ,改变培养基只影响酶的产量,而对酶活峰值时间影响较小;sp2产Lac ,6株菌产LiP ,sp1,sp4和sp5产MnP ,T .gallic 产Hcel ,改变培养基不仅影响酶的产量,而且影响酶活峰值时间的到达,这提示菌株的代谢模式和酶的基因表达调控方式与营养条件有关.6种菌株的酶除Hcel 外,其它3种酶所需的营养条件都有所不同,表明同一种酶在不同菌株中,多数都具有同工酶,且基因表达调控方式都是有所差异的;同一菌株不同酶的表达所需的营养条件也是各不相同的;而且各菌株4种酶活性达峰值的顺序,除侧耳sp2和粗毛栓菌相同外,其余都有所差异.通过对各菌株产酶的第一个峰进行统计分析知,Lacs 在sp1-4中受氮源影响最大,而在164四川大学学报(自然科学版) 第37卷sp5和T .gallic 中却受碳源、微量元素和VB1影响最大;而LiPs ,除sp4受微量元素和VB1影响最大外,在其余5株均受氮源影响最大;对于Hcel ,sp1和sp2分别受氮源、微量元素和VB1影响最大,而sp3-5和T .gallic 则均受碳源影响最大.侧耳sp2是M np 的高产菌株,最高酶活性是P .chrysosporium 的50多倍[21],6d 便可达到最高峰,而且产生4种酶的最佳培养基都是LM 2,这对应用也十分有利;MnP 是降解木质素的最重要酶之一,它的峰值期比Hcel 的峰值期早6d ,表明该株菌是先降解木质素,然后再降解半纤维素和纤维素,M nP 达到峰值的培养时间只需6d ,因此侧耳sp2在生物制浆中具有一定的实用前景.侧耳sp3,是Lip 的高产菌株,虽然最高酶活性比P .chrysosporium 高,但产酶峰值期推迟16d [20].粗毛栓菌是Lac 和Hcel 的高产菌株,其中产Lac 的最佳培养基是LM 3,12d 时可达1824U /L ,约是P .chrysosporium 的30倍[20];H cel 的最佳培养基是LM2,18d 时可达865.9U /L .Lac 也是降解木质素的最重要酶之一,它的峰值期比Hcel 的峰值期早6d ,表明该株菌也是先降解木质素,然后再降解纤维素和半纤维素,Lac 达到峰值的培养时间也较短,这对生物制浆过程中预处理原料非常有利,可望成为生物制浆中原料预处理的优良菌株,具有一定的应用前景.参考文献:[1]　Higuchi T H .Biodegradation of lig nin :biochemistry and potential applications [J ].Exper tia ,1982,38:159～166.[2]　Zimmermann W ,Broda P .Conventio nal and high -performance size -exclusion chromatog raphy and gramineosLignin -carbohydrate complex [J ].Method .Enzymolo ,1988,161(B ):191～199.[3]　Zyskind J W ,Bernstein S I .Recombinant DN A labo rato ry manual [J ].Academic Press ,Inc ,1981,224.[4]　Zhang Y Z .Molecular cloning of lignin peroxidase cDNA s and genes from a w hite -rot basidiomy cete fungusPhanerochaete chrysosporium [M ].Dissertation for the degree of P h .D .M ichigan State U niversity ,1987.[5]　Zeikus J G .Lig nin metabolism and the carbo n cycle :poly mer biosynthesis ,biodegradation ,and environmentalrecalcitrance .In advances in M icrobial Ecolog y .A lexander .M .(Ed .).Plannum Press ,N Y ,1981,5:211～243.[6]　Burdsall H H ,Esly n E .A new Phanerochaete w ith a Chrysosporium imperfect state [J ].M y cotaxo n ,1974,1:123～133.[7]　Reid I D ,Paice M G .F EM S M icrobio l Rev ,1994,13(2-3(:369～375.[8]　M artinez A T ,Camarero S ,G uillen F ,et al .F EM S Microbiol Rev ,1994,13(2-3):265～273.[9]　Davis S ,Burns R G .Appl .M icrobiol Biotechnol ,1992,3794):474～479.[10]　Bollage J M ,Shuttlew orth K L ,Anderson B K .Appl Environ Microbiol ,1988,54:3086～3091.[11]　王佳玲,余惠生,付时雨,等.白腐菌漆酶的研究进展[J ].微生物学通报,1998,25(4):233～236.[12]　M ing Tien T ,Kent Kirk .Lig nin Perox idase of P hanerochae te chrysosporium [J ].M ethods Enzymol ,1988,161B :238～249.[13]　F ahraeus G ,T ullende V .Phy siologia Plantarum ,1956,9:494～501.[14]　Childs R E ,Bardsley W G .T he steady -state kinetics of peoxidase with 2,2'-azino -di -(3-ethy l -benzthiazo -line -6-Sulphonic acid )as chromogen [J ].Biochem .J ,1975,145:93～103.165增刊谢君等:白腐菌液体培养产生木质纤维素降解酶的研究166四川大学学报(自然科学版) 第37卷[15]　Tien M,Kick T K.Lig nin deg rading enzy me from P.chrysosporium.Purification,Characterization andcataly tic properties of a unique H2O2-requicing eny genes[J].Proc.Na tl.A A,1984,81:2280～2284.[16]　M ichael H,G lod,Glenn K.M ethod.Enzymol,1988,161B:258～264.[17]　Leisola M,Linko M.Anal.Bio chem,1976,70,592.[18]　Leisola M,Linko M,Karvo nen E.Proc.Sy mp.Enzymatic Hy droly sis Cellulose[M].1965.297.[19]　N amori T T.Watanabe R.Shinke A,et al.Purification and properties of thermos table xy lanase andβ-x y-losidase pro duced by a new ly isolated Bacillus stearothermophilus strain[J].J.Bacteriol,1990,172:6669～6672.[20]　Srinivasan C,Dsouza T M,Boominathan K,et al.Demonstration of laccase in the white rot basidio my cetePhanerochaete chry sospo rium BKM-F1767[J].Appl.Enviro n M icrobio l,1995,61:4274～4277.[21]　Paszccy nski A,Craw for d R L,Huy nh V B.M anganese Peroxidase o f Phanerochaete chrysosporium:Purifica-tio n[J].M ethods Enzy mo l,1998,161B:264～274.STUDIES ON WHITE ROT Fungi.PR ODUC ING LIGNINOCELLUL OS E-DEGRADING ENZYMES IN LIQUID S TATE FERMENTATI ONX IE Jun1,REN Lu1,LI Wei1,S UN Xun2,ZHANG Y i-zheng1(1.M olecular Biology Laboratory,College of Life Science,ichuan University,Chengdu610064,China;2.Biology Depar tment,Heze Normal College,Shandong Heze274015,China)A bstract:45w hite rot fungi.Were used in this essay.Six of them w ere screened w ith Re-mazol blue(RB)reactions according to their capability and speed of RB faded.The optimal liquid media for the enzy mes producing were defined by the orthogonal trial,and the behavior of their enzy me producing w as discussed.According to their ability of enzy me producing and time of en-zy me-producing peak,2strains were screened.The w ork indicated that the enzyme-producing a-bility of Pleurotus sp2and Trametes gallic w as hig h and the enzyme-producing peak w as at early stage of fermentation.It w as interesting that the2strains degraded lignin preferentially w ith re-spect to cellulose,which w as very beneficial to biopulping in paper industry.Key words:w hite rots fungi;strains screening;liquid state fermentation;the enzy me-pro-ducing ability;lig ninocellulose-deg rading enzy mes。

白腐真菌的研究

7
简介
菌种及原理
木质素降解酶系
应用
总结及结尾
木质素降解酶系
木素过氧化物酶
/R为催化底物,最上面Fe为+3价，其余+4价 8
简介
菌种及原理
木质素降解酶系
应用
总结及结尾
木质素降解酶系
锰过氧化物酶
锰过氧化物酶(MnP)普遍存在于白腐菌的各个菌种中．与 LiP 一样它的催化循环也需要由 H2O2启动．不同之处在于，它以木质素组织中广泛存在的 Mn2+作为反应底物，同时以 Mn3+作为介质氧化木素。
11
简介
菌种及原理
木质素降解酶系
应用
总结及结尾
应用
生物制浆
白腐菌的木素降解酶类能选择分解植物秸秆中的木质素，使得生物制浆成为可能．生物制浆是直接利用微生物降解纤维原料中的木质素，分离出纤维，使之成为纸浆．这种方法不仅能节约能耗，改善纸张的物理性能，还能减少污染，保护环境，应用前景广阔
12
简介
菌种及原理
木质素降解酶系
应用
总结及结尾
应用
堆肥
堆肥是利用各种微生物的发酵处理生物来源的有机物(如秸秆，林业废弃物，城市固体垃圾等)使之生成有机肥料的一种资源化方法。传统上曾使用高温堆肥的办法使秸秆转化为有机肥料，但这些操作劳动强度大。以白腐菌为代表的木质素降解微生物为秸秆的快速腐熟提供了理论依据。随着对木质素降解机理认识的深入，白腐菌在生物制浆、生物漂白、染料脱色、木质素转化、食品饮料、饲料原料以及废水、废物处理等方面将发挥重要作用。
10
简介
菌种及原理
木质素降解酶系
应用
总结及结尾

白腐真菌产木质素过氧化物酶影响因子的研究_谭丽泉

白腐真菌产木质素过氧化物酶影响因子的研究＊谭丽泉1阮小文2余梅1周天1卢玉娟1（1．广东石油化工学院化学与生命科学学院广东茂名525000；2．茂名市环境科学研究所广东茂名525000）摘要以木质素过氧化物酶活力为评价指标，研究各种因子对白腐真菌（黄孢原毛平革菌）生长及产木质素过氧化物酶（简称LiP ）的影响。

结果表明：①藜芦醇在质量浓度为150mg /L 、苯甲醇在质量浓度为150mg /L 、吐温80在质量浓度为7mg /L 时对白腐真菌生长及产酶促进作用最好；②Fe 2+对白腐真菌生长及木质素过氧化物酶活性的影响表现为“先促进，后抑制”的作用；Cu 2+对白腐真菌的生长及木质素过氧化物酶的活性的抑制作用较明显。

关键词白腐真菌木质素过氧化物酶影响因子Study on the Impact Factors of Lignin Peroxidase Producted by White Ｒot FungiTAN Liquan 1Ｒuan Xiaowen 2Yu Mei 1Zhou Tian 1Lu Yujuan 1（1．Department of Chemistry and Life Science ，Guangdong University ofPetrochemical TechnologyMaoming ，Guangdong 525000）AbstractTaking enzyme activity as the assessment index ，the effects of several factors on the characterizations ofgrowth and the production of Lignin Peroxidase （LiP ）production by white rot fungi （Phanerochaete chrysosporium ）are studied in this paper．The results indicate that ：①Veratryl Alcohol （150mg /L ），Benzyl alcohol （150mg /L ）and Tween 80（7mg /L ）could stimulate the growth and LiP by white rot fungi ；②Effects of Fe 2+on activities of LiP and the growth of white rot fungi show promotion first and inhibition later and Cu 2+has obvious restraining effects．Key Wordswhite rot fungiLignin Peroxidaseimpact factor0引言白腐真菌主要依靠其分泌的木质素降解酶系对众多持久性有机污染物进行彻底的降解。

木质素促进白腐真菌降解偶氮染料的机制研究

木质素促进白腐真菌降解偶氮染料的机制研究
引言：
偶氮染料是一类广泛应用于纺织、皮革、食品等行业的染料，但其存在会对环境造成污染。

白腐真菌是一类能够降解有机物质的微生物，因此研究木质素促进白腐真菌降解偶氮染料的机制，对于环境保护和资源利用具有重要意义。

一、木质素的作用
木质素是一种存在于植物细胞壁中的复杂有机化合物，其结构中含有苯环和苯丙基结构。

研究表明，木质素可以促进白腐真菌的生长和代谢，提高其降解有机物的能力。

这是因为木质素可以作为真菌的碳源和能量来源，同时还可以激活真菌的酶系统，增强其降解能力。

二、偶氮染料的降解机制
偶氮染料的降解主要是通过微生物的代谢作用实现的。

白腐真菌是一类能够降解偶氮染料的微生物，其降解机制主要包括两个步骤：第一步是偶氮染料的还原，将其还原为氨基化合物；第二步是氨基化合物的降解，将其降解为无害的物质。

三、木质素促进偶氮染料降解的机制
研究表明，木质素可以促进白腐真菌对偶氮染料的降解。

其机制主要包括以下几个方面：首先，木质素可以作为真菌的碳源和能量来源，
提供充足的能量和营养物质，促进真菌的生长和代谢；其次，木质素可以激活真菌的酶系统，增强其降解能力；最后，木质素可以与偶氮染料发生化学反应，形成复合物，从而促进偶氮染料的降解。

结论：
木质素可以促进白腐真菌对偶氮染料的降解，其机制主要包括提供碳源和能量、激活酶系统、与偶氮染料形成复合物等方面。

这为偶氮染料的治理和资源利用提供了新的思路和方法。

白腐真菌木质素降解酶系研究进展

能同时分泌Ｌｐｉ、Ｍｎ和Ｌｅｐａ，有些只能分泌其中
两种，如Ｌｎｉｕａｅｏｅ只产生Ｍｎｅｔｌｄｄｓｎｐ和Ｌｃａ，黄
孢原毛平革菌则分泌Ｌｐ和Ｍｎ。有文献报道，ｉｐ黄孢原毛平革菌也能产生Ｌｃａ，但是在以葡萄糖为碳源生长时产生的量很少。因此，说明这３种酶在分解木质素过程中并不都是必需的。
子的血红蛋白。Ｌｐ一系列含有一个ＦＳ）一ｉ是ｅ（
白腐真菌是一类丝状真菌，分类学上属于真菌门，绝大多数为担子菌纲，少数为子囊菌纲。目前，研究最多的是黄孢原毛平革菌、彩绒草盖菌、变色栓菌、射脉菌、凤尾菇等。其中，黄孢原毛平革菌是典型菌种，是研究木质素降解的模式菌，普遍分布于北美，我国尚未发现。
一
．圈散｝ｒ
的试验证明，用单一木质素作惟一碳源，黄孢原毛平革菌不能生长，往往要在培养基中加入易被利用的碳源才能生长。李翠珍等筛选出ｌ株白腐真菌Ｆ，并对其产木质素降解酶的特性进行了研２究，结果表明，限碳有利于Ｆ产Ｌ，但对Ｆ产２ｉｐ２
Ｍｎ影响不是很明显。Ｐｃａｄ究了几种稻ｐ的ｉｋｒ研谷、麸皮原料，包括麸皮、麦麸、燕麦麸等，结果证明，以麸皮为碳源产生的酶活性最高，此研究对于目前降解秸秆资源具有重要意义。１．氮源。纯培养的研究表明，氮源的耗尽．２３

白腐真菌处理对难降解有机物污染物的研究进展

端。传统的降解方法存在着一定的弊端。因此，国内外的科学家都在寻求一种高效、便捷、成本又低的方法降解污染物。现在，国内外科学家都下寻求微生物所带来的好处。微生物降解方法可以去除传统方法的弊端，用更快速的降解效率降解污染物。
关键词：难降解污染物；白腐真菌；生物修复
中图分类号：Ｘ１７２；Ｘ７０３
文献标识码：Ｂ
白腐真菌是生物界中一类独特的丝状真菌，是一种腐生在树木或木材上，引起木质白色腐烂的真菌，能够分泌胞外氧化酶降解木质素，且与降解纤维素的能力相比降解木质素的能力更强，这些酶可以促使木质腐烂成为浅色的海绵状团块 ——— 白腐，故称为白腐真菌。［１～２］而白腐真菌利用本身产生的木质素过氧化物酶（ＬｉＰ）、锰过氧化物酶（ＭｎＰ）和漆酶（Ｌａｃ）等胞外酶通过一系列的自由基链式反应来实现对复杂有机物的降解。白腐真菌也是目前唯一已知的能将木质素于纯系培养中降为ＣＯ２和Ｈ２Ｏ的微生物［３］，属于担子菌纲（Ｂａｓｉｄｅｏｍｙｃｅｔｅｓ），其典型种为黄孢原毛平革菌（ＰｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍＢｕｒｄｓａｌｌ），菌丝体为多核，少有隔膜，无锁状联合，孢子为同核体，但分生孢子为异核体。存在同宗配合和异宗配合两类交配系统。其中目前被较多研究白腐真菌有：黄孢原毛平革菌（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）、凤尾菇（Ｐｌｅｕｒｏｔｕｓｐｕｌｍｏｎａｒｉｕｍ）、彩绒革盖菌（Ｃｏｌｉｏｌｕｓｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ）、朱红密孔菌（Ｐｙｃｎｏｐｏｒｕｓｃｉｎｎａｂａｒｉｎｕｓ）、射脉菌（Ｐｈｌｅｂｉａｒａｄｉａｔｅ）等［４］。

白腐霉菌

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
dN 1 max N X dt YX N k N N
•
清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点实验室熊小平等人认为氨氮作为氮源在限氮培养基中含量较少，通常在生长阶段(2～3 d之内)就已经全部消耗。所以在生长阶段是一种限制性底物。将方程进一步简化为：
• • •
k5 N dN X dt kN N
•
dP dX X dt dt
不同碳源对产酶的影响
• 西北民族大学孟庆辉等分别以葡萄糖、麦芽糖、甘露糖、蔗糖、麸皮为基础液体发酵产酶培养基中惟一碳源，分别接种菌株于该培养基中，于10℃静置培养5 d，进行酶活力的测定。试验结果经SPSS分析：在P=0.05时，葡萄糖与麦芽糖、甘露糖、蔗糖、麸皮之间差异极显著，麸皮与麦芽糖、甘露糖、蔗糖差异极显著，甘露糖、麦芽糖、蔗糖之间差异不显著。葡萄糖与麸皮在此水平下都是黄孢原毛平革菌低温下产 LiP、MnP和Lac酶最适培养基碳源；而在P=0.01时，葡萄糖与麸皮之间差异极显著。因此，葡萄糖才是黄孢原毛平革菌 1 0℃下产LiP、MnP和Lac酶最佳培养基碳源。 • 河北农业大学王敏等人在初始培养基中分别采用不同碳源 (果糖、葡萄糖、蔗糖、乳糖、可溶性淀粉、糊精)。测定产酶状况。发现酶活力随不同碳源而异，以葡萄糖产生木素过氧化物酶的酶活最高。为720 U/mL。因此确定葡萄糖为木素过氧化物酶最佳碳源。
•
清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点实验室熊小平等人认为对于 LiP和MnP，其对应峰值前采用由Luedeking等提出的模型来描述木质素降解酶形成规律，即方程。
• • • •
dE dX X dt dt
峰值之后生物量基本达到稳定，同时考虑酶自身不稳定性以及由于其他代谢产物导致其不稳定，将峰值后酶活变化规律描述为：

白腐真菌降解木质素酶系特性及其应用

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;应用中图分类号 tq351.01+2 文献标识码a 文章编号1007-5739(2009)11-0274-02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。

木质素的研究进展

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山东林业科技
姜春艳等 : 木质素的研究进展
2006 年第 4 期
而成为水溶性的状态 , 易于接受后续酶的作用 , 漆酶同时还有解聚木质素的作用。因此降解木质素和难处理的污染物时 , 白腐菌借助 H2 O2 激活 , 形成具有高度活性的自由基中间体 , 由酶启动一系列反应 , 促使底物氧化 [ 3] 。现在 , 国内外对白腐菌所产生的重要木质素降解酶的 cDNA 进行了克隆和测序 , 研究 LiP 和 MnP 的同质、异质表达和调控机制。已发现黄孢原毛平革菌有 15 种 LiP 同工酶 , 且同源性很高。现已建立 LiP 基因组的物理图谱 , 发现 LiP 序列排列紧密且高度保守 [ 4- 5] 。实验发现 , 胞内次级信号分子 cAMP 的浓度在进入次级代谢时迅速升高 , LiP 酶活性也伴随上升 [ 6] 。氧是 LiP 产生的限制因素 , 高氧环境引起自由基积累对 LiP 合成是必须的 [ 7] 。 3 个 MnP 同工酶基因测序完成 , MnP 含有 6 个或 7 个内含子 , 且位置保守 [ 8- 10] 。MnP 在转录水平受 Mn2+ , 热休克及氧胁迫调控 [ 11] 。至今 , 大约 20 种漆酶基因已完成克隆。降解木质素的细菌主要有放线菌 , 如链霉菌 ( Streptomy ces) 、节杆菌 ( Arthrobacter ) 、小单孢杆菌 ( Micromonospora ) , 还有非丝状细菌 , 如不动杆菌属 ( Acinetobacter sp . ) 、黄杆菌属 ( Fla vobacterium sp . ) 、微球菌属 ( Micrococcus sp . ) 、假单胞菌属 ( Pseudomonas sp . ) 等属的菌株。其中链霉菌和假单胞菌属的降解能力较强 [ 12- 14] 。这些菌株通过产生的木质素降解酶作用 , 使木质素结构发生部分改性 , 增溶等作用降解木质素为低分子量的聚合木质素片段。细菌在初级阶段降解木质素有利于后续真菌的有效降解。研究人员对绿孢链霉菌产生

白腐菌去除造纸废水中木质素的机理及研究进展

水已成为主要的污染源，日本、美国已经分别将造纸废水列入六大公害和五大公害之一【ｌＪ。造纸废水中含有大量难降解的有机污染物，比
中含有大量的纤维素、半纤维素和木质素，而白腐菌能产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆
酶，这些酶能够提高造纸废水处理效率，所以近十
几年来一些学者开始研究利用白腐菌处理造纸废水。白腐菌处理造纸废水不但比一般的细菌处理效
果好，而且处理方法简单，成本低。
１白腐菌对造纸废水中木质素的降解
１．１白腐菌
水体污染影响的关键是对木质素的降解和去除。造纸废水常规处理方法包括物理法、化学法、物理化学法和生物处理方法。生物法因二次污染
ＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＷｈｉｔｅ－ｒｏｔＦｕｎｇｉＴｒｅａｔｍｅｎｔ
ｔｏＬｉｇｎｉｎｉｎＰｕｌｐｉｎｇＷａｓｔｅｗａｔｅｒ
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇａｎＵｎｉｖｅｒｓｉＸｉ＇ａｎ７１００６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｗｈｉｔｅ — ｒｏｔｆｕｎｇｉｒｅｍｏｖｉｎｇｌｉｇｎｉｎｉｎｐｕｌｐｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗａｓｅｘｐｏｕｎｄｅｄ，ａｎｄｌｉｇｎｉｎｄｅｒａｇｄａｔｉｏｎｍｅｃｈａｉｓｎｍｏｆｗｈｉｔｅｒｏｔｆｕｎｇｕｓｗｈｉｃｈｐｒｏｄｕｃｅｓ

木材的白腐菌腐朽(论文)

成都理工大学Chengdu University of Technology土木工程材料论文题目：木材的白腐菌腐朽院系：环境与土木工程学院专业年级：土木工程八班姓名：谢艳芳学号：201203010130指导教师：薛小强木材因为其具有重量轻、强重比高、弹性好、耐冲击、纹理色调丰富美观，加工容易等优点，自古便被人们用于各种建筑或工具中，无论是承重的屋梁或柱子，还是马车框架，都是木材作为主要材料。

但是木材的特性也要在一定其自身质量较高的情况下才能有所体现，就如我们大家经常看到的，木材是很容易腐朽的，因为木材内部的多糖和木质素等主要成分在水和空气的作用下，其细胞壁很容易被分解破坏，真菌造成的霉变对木材本身质量的影响不并大，但是在霉菌侵染木材后，增加了液体对木材的渗透性，从而可促进腐朽的生成。

【1】腐朽的木材不仅外观难看，更失去了其用材所要求的基本条件。

图为腐朽的木材木材的腐朽大多数是受到真菌的侵害而造成的,真菌是具有真正的细胞核，没有叶绿素的生物。

它的繁殖和传播依靠包孢子空气中飘浮着千千万万的孢子，这些孢子落到木材表面上后，在适当的温度、湿度和空气环境条件下，孢子发育成菌丝，菌丝能发生分支，聚集成菌网，形成菌丝体。

在他们生长发育过程中，以木材的细胞壁肌细胞内含物作为营养物资，并分泌各种酶,这些酶有的能分解纤维素有的能分解木质素从而使木材组织受到破坏，最终导致木材腐朽。

【2】此外, 这些细菌在一定的条件下也能危害木材。

引起木材真菌腐朽的主要是木腐菌，木腐菌分为三个大的种类：褐腐菌，白腐菌和软腐菌。

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，使一般微生物很难降解利用。

自然界参与降解木质素的微生物种类有真菌、放线菌和细菌等，但迄今为止最有效、最主要的木质素降解微生物，可彻底降解木质素为CO2和H2O 的是白腐真菌。

【3】图为白腐菌白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,相对于其它真菌腐朽木材呈褐色斑点，白腐菌因腐朽木材呈白色而得名，白腐菌是能够降解木材主要成分的微生物之一。