白腐菌对玉米秸秆木质素降解的效果
白腐真菌在农作物秸秆中的研究与应用
决等方面都具有十分重要的意义。 １ 秸秆的营养结构特点及其营养价值
农作物秸秆是指农作物收获籽实后剩余的其它 部分， 包括茎秆及残存叶片等部分。目前我国农村的 农 作 物 秸 秆 主 要 有 玉 米 秸 、稻 草 、麦 草 、豆 秸 、谷 草 等 。 秸 秆直 接 作为 饲料 营 养价 值 较 低 、适 口 性 较 差 ， 消 化 率低， 很难达到动物的维持需要。但秸秆仍是具有巨 大潜力的饲料资源， 一旦经过化学或生物学方法处理
主 要 包 括 碱 化 和 氨 化 处 理 两 种 方 法 。碱 化 就 是 利
量见表 １。
用碱的作用对秸秆中的粗纤维分解软化， 以提高粗饲
表 １ 几种主要秸秆的营养成分含量（ ％）
秸秆种类 粗蛋白 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维 木质素 灰分
豆秸
５．３
７５．３
４６．１
玉米秸（茎） ６．７
７４．４
４３．２
细胞壁 的 主要 组 成成 分是 中 性洗 涤 纤维（ ＮＤＦ） ， ＮＤＦ 素 酶的 菌， 能分 解 利用 纤维 素 和 半 纤 维 素 ， 但 由 于 秸
含量约占秸秆干物质含量的 ７０％～８０％， 包括纤维素 秆中木质素的存在， 未经处理过的秸秆消化率很低。
（ ４０％ ＤＭ） 、半纤 维 素（ ２０％ ＤＭ） 和 木质 素 （ １５％ ＤＭ） 主要原因是由于秸秆独特的细胞壁结构。木质素是秸
微生物处理主要是通过加入有益微生物对秸秆 进行发酵作用， 通过这些酶系和菌种的降解作用， 把 秸 秆 粗 纤 维 中 的 纤 维 素 、半 纤 维 素 及 木 质 素 等 大 分 子 碳 水 化 合 物 降 解 为 低 分 子 的 单 糖 或 多 糖 。相 比 其 它 处 理方法， 其优点是操作简便、能耗小、成本低、无污染， 对 家畜 基 本无 危 害等 （闵 晓 梅 等 ， ２０００）， 是 开 发 秸 秆 等纤维性粗饲料的研究方向， 正在越来越受到学者们 的 关 注 。利 用 微 生 物 处 理 秸 秆 技 术 将 代 表 今 后 秸 秆 处
白腐真菌降解玉米秸秆的研究
纤 维 素 含 量 略有 增 加 。至 ３ ０ｄ时 ，各 组 的纤 维 素
含 量非 常接 近 ，并 无显 著差 异 。
２３ 白腐 真 菌对 玉 米秸 秆半 纤 维素含 量 的影响 ．
比例 分 为 处理 Ｉ：２％ 、５ ０ ％，处 理 Ⅱ： １％ 、１％， 处理 ｌ ： １％ 、 １％ 和 处理 Ｉ ５ ０ ｌ ０ Ｉ ５ Ｖ：５ ％、２ ％ ） ０ 生产 的 白腐 真 菌 曲
种发酵奶牛常用粗饲料 玉米秸秆 的效果研 究，旨在筛选 出以玉米秸秆为主料生产白腐真菌菌种的最佳 配方。试验 结 果表明 ，处理 ３ ，各处理组 菌种均能发酵玉米秸秆 ，降低粗纤维含 量，提 高粗蛋 白（ Ｐ 含量 ０菌种培养基对发 ０ｄ ｃ ）
温后 接 入等 量 的原 种 菌种 ，２ 【 ４ｃ ＝培养 待各 处 理 满袋后 ，接 人经 堆肥 灭菌 的秸秆 中进行 发 酵试验 。
１４ 测 定 指 标 及 方 法 ．
供试 菌株 为糙皮侧 耳 （ 高抗 ） ，来源 于东 北农业
收稿 日期 ：２０ —１一 ８ ０ ９ ０ ｌ 作者简介 ：侯进（９ ４ ，男，￣ Ａ保定人，硕 ｌ １８ ～） ，ｔ ｑ ・ 研究乍 ，研究 方向为动物营养 卜饲料科学 一 了 通讯作者 ：研究 员，博 ｛ 生导师
理 秸秆做 好准 备。 １ 材料 与方法
１ ． 试验材料 １
ｌ３ － 试 验 方 法
４个处 理组 加入 各种 营养 成 分后 ，混匀 ，按 料 水 比 １２加入 自来 水 ，拌 匀 ，然 后 装入 １￣３ｃ ： ７ ３ ｍ 聚丙烯 袋 ，１１℃ 高压 蒸汽 灭菌 ，待温度 冷却 至室 ２
白腐真菌在木质素微生物降解中的作用
白腐真菌在木质素微生物降解中的作用作者：范寰梁军峰赵润张金凤张洪生来源：《天津农业科学》2009年第05期摘要:对木质素降解的研究进展、白腐真菌对木质素降解的机理以及白腐真菌在饲料资源开发中的应用进行了综述,并对白腐真菌在木质素降解中的发展方向做了展望。
关键词:白腐真菌;木质素;降解;木质素降解酶中图分类号:S816.3文献标识码:ADOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2009.05.007Role of White Rot Fungi in Microbial Degradation of LigninFAN Huan1,2,LIANG Jun-feng3,ZHAO Run3,ZHANG Jin-feng3,ZHANG Hong-sheng3(1.Tianjin Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine,Tianjin300112,China;2.Tianjin Research Center of Agricultural Biotechnology,Tianjin300192,China;3.Agro-environmental Protection Institute,Ministry of Agriculture of China,Tianjin 300191,China)Abstract:In this article, the development in lignin degradation and the degradation mechanism by white rot fungi and the application of white-rot fungus in animal feeds production were reviewed. And an exploration of future technical and strategic improvements in lignin biodegradation by white rot fungi was respected.Key words:white rot fungi;lignin;degradation;ligninolytic enzymes白腐真菌(white rot fungi)是指着生在木材上,菌丝穿入木质,侵入木质细胞腔内,能释放降解木质素和其他木质组分的酶,以降解木材中的木质素、纤维素、半纤维素,引起木质白色腐烂的丝状真菌的集合。
利用白腐真菌提高秸秆利用率
中国农业科技导报 2001 第3卷(3) Rev iew of Ch i na Agr icultura l Sc ience and Technology53【微生物研究】利用白腐真菌提高秸秆利用率陈翠微 刘长江(沈阳农业大学 沈阳 110161)提要 本文介绍了限制秸秆有效利用的主要因素是木质素,同时综述了有效降解木质素的白腐真菌,以及它的降解机理、作用特点和影响其降解的因素。
关键词 白腐真菌 秸秆 木质素降解我国是一个农业大国,农作物播种面积居世界第一。
据估计,我国各类农作物秸秆年总产量达7亿多t[1]。
农作物秸秆是一种潜在的非竞争资源,在我国具有数量大、分布广、种类多等特点。
近年来国家大力倡导秸秆过腹还田,但目前用于饲料部分还不足10%[2]。
所以,如何提高秸秆的利用率已为人们所关注。
在利用秸秆的过程中,人们采用了许多处理方法。
主要有物理法(切碎、浸泡、热喷、蒸煮等)、化学法(氨化、碱化、酸化、氧化等)和生物法。
在生物法处理中,只有少数真菌能同时分解所有的植物聚合物,主要是白腐真菌。
白腐真菌能分泌多种酶,是世界罕见的,如降解木质素的木素过氧化物酶(L ign in Perox i2 dase,L iP)、锰过氧化物酶(M anganese,Peron idase, M nP),它们对于世界上居第一、第二丰富的天然聚合物纤维素、木质素的再利用有不可低估的作用。
与世界各国对白腐真菌研究及利用的重视程度相比,我国的状况则显得迟缓,但利用白腐真菌处理秸秆,提高秸秆利用率的研究已有所开展[3]。
1 限制秸秆饲料有效利用的主要因素[4-10]对农作物长期的人工选择都是按有利于提高作物的粮食产量设计的。
要求作物茎杆能抗倒伏、抗病虫害,因而形成作物茎杆的细胞非常坚实,细胞壁的结构高度木质化,且细胞壁构成秸秆干物质的80%;另外,为防止水分的大量蒸发,在作物表面又往往形成一层蜡质,所有这些对家畜利用秸秆都是不利的。
白腐真菌对秸秆的降解效果及影响因素
饲料研究FEED RESEARCH NO .5,201115综述白腐真菌对秸秆的降解效果及影响因素张爱武1 董 斌2 康 伟11.吉林农业大学中药材学院2.沈阳鑫育隆饲料有限公司收稿日期：2010 - 12 - 21基金项目：吉林省长春市科技计划项目（09YJ21）通信作者：张爱武农作物秸秆是世界上数量最多的农业生产副产品之一。
据联合国环境规划署报道，世界上种植的农作物每年可提供各类秸秆约20亿t。
我国是农业大国，也是秸秆资源最丰富的国家之一，主要的秸秆约20种，而且数量巨大。
目前秸秆的利用仍以原始利用为主，且利用方式单一，其中玉米秸秆分布广且数量多，利用潜力最大。
由于目前用作饲料的数量还不到秸秆总量的10 ％，秸秆还田和副业加工利用等不到5 ％，大部分被浪费掉。
麦秸和稻草等用作饲料的就更少。
农作物秸秆由于营养品质低下，适口性差等原因，在饲料方面的利用率很低。
饲喂反刍动物时，需对秸秆进行预处理，以提高其营养价值和适口性。
基于我国国情，虽然物理和化学处理方法对秸秆品质均有较大改善，但是由于实际生产中成本、操作和环境污染等方面原因，推广使用范围较小。
一系列的实验室研究和饲养试验表明：利用微生物降解方法处理秸秆具有广阔的前景。
利用微生物可转化秸秆，因为微生物能利用和分解多种畜禽不能利用的复杂有机化合物，合成含有丰富蛋白质和脂肪的菌体细胞，这些分解产物和菌体可用于饲料。
微生物在秸秆转化中有用途多、营养价值高、周期短和可再生等优点，越来越受到国内外研究者重视。
国内研究使用较多的是以乳酸菌-纤维分解菌-丙酸菌为主的微生物活菌制剂。
自70年代以来，国外许多学者和研究人员致力于白腐真菌的研究。
白腐真菌是一类丝状真菌，因腐生在树木或木材上，引起木质白色腐烂而得此名。
它依靠降解木质纤维材料的能力穿入木质，侵入木质细胞腔内，释放降解木质素和其他木质组分的酶，导致木质腐烂成为淡色的海绵状团块——白腐。
分类学上，白腐真菌属于真菌门，绝大多数为担子菌纲，少数为子囊菌纲。
应用白腐真菌发酵曲种发酵玉米秸秆的研究
白腐 真菌 是一类 能 引起木 材腐 良好『 但 无疑 会 加 大处 理 秸秆 ３ １ ． 的成 本 ， 而且 整粒 的玉 米 或小麦 不 易被动 物 消化 。白腐 真 菌在 培养 基 的选 择上 比较广 泛 ． 作 物 的各种 秸 秆 ， 农 农业 生 产 的各 种 副 产 品均 可作 为 菌种 的培 养 基 成分 但是 不 同组 合 培养 基成 分 生产 出的 菌种 栽 培效 果 是不 同 的 利 用秸 秆 生产 白腐 真菌 曲种 不仅 能大 幅度 降低 生产 成本 ． 而且 秸秆 培 养基 成 分更 接 近发 酵底 物 ． 而 从 成为 白腐 真菌 发 酵秸秆 的 良好 过渡
主 料 为 ７ ％的 粉 碎 玉 米 秸 秆 与 ｌ ４ ％石 灰 ，加 入 不 同配 比 的 玉 米 粉 和 麦麸 （ 比例 分 别 为 处 理 Ｉ ０ ５ ， 处 理 Ⅱ１％ 、 ％、％ ２ ５
１ ％， ０ 处理 １ ％、５ １１ Ｉ ０ １％和 处理 Ⅳ５ ２ ％） 用 生产好 的 白腐 真 菌 曲种 进 行发 酵 玉 米秸秆 试 验 试验 结 果表 明 ： ％、０ ， 处理 ３ ｄ 各 处理组 曲种 均能发 酵 玉米秸秆 ， 高粗蛋 白（ Ｐ 含 量 ， ０． 提 Ｃ ） 降低 中性 洗涤纤 维（ Ｄ ） 量 白腐真 菌曲种对发 酵玉 Ｎ Ｆ含 米秸秆 Ｃ Ｐ含 量有极 显著影 响 （＜ ．１ ， Ｎ Ｆ含 量影 响显著 （ ＜ ． ）７ ％的粉碎 玉 米秸 秆和 １ Ｐ ０Ｏ ）对 Ｄ Ｐ ０ ５ ４ ０ ％的石灰添加 ５ ％的 玉米粉 、０ ２ ％的麦麸配合 生产 的 白腐真 菌 曲种 对玉 米秸秆 的发 酵效果 最好 ， 更适 宜作 为生产 白腐 真菌 菌种 的配方 关 键词 ： 白腐真菌 ： 种 ： 酵 ： Ｐ： 菌 发 Ｃ ＮＤＦ
白腐真菌处理秸秆的研究
白腐真菌处理秸秆的研究闵晓梅 孟庆翔中国农业大学动物科技学院摘要 某些白腐真菌能选择性的降解秸秆木质素,提高秸秆瘤胃干物质降解率和改善秸秆营养价值,因此,白腐真菌日益受到国内外学者的重视。
本文主要阐述白腐真菌降解秸秆木质素的机理、处理前后秸秆化学成分和瘤胃干物质消失率的变化、影响处理效果的因素以及生产实践中需要解决的问题。
关键词 白腐真菌 木质素 降解 消失率 农作物秸秆由于营养品质低下,适口性差等原因,在饲料方面的利用率很低,一般不超过15%～20%,从而造成大量氮素和有效能的损失。
大量的研究表明,在动物可食入情况下,4kg秸秆的有效能值相当于1kg玉米的有效能值。
目前我国每年生产秸秆517亿t左右,若将秸秆利用率从20%提高到50%左右,仅此一项即可节约饲用粮51714×(50—20)%=4275万t,从而能有效地缓解日益严峻的人畜争粮的矛盾。
在秸秆饲喂反刍动物时,需对秸秆进行预处理,以提高其营养价值、适口性等。
预处理包括物理、化学、生物等方法。
基于我国国情,虽物理、化学处理方法对秸秆品质均有较大改善,但是由于实际生产中成本、操作和环境污染等方面原因,推广使用范围较小。
一系列的实验室研究和饲养试验表明,微生物处理秸秆具有广阔的前景。
近年来,国内研究使用较多的是以乳酸菌—纤维分解菌—丙酸菌为主的微生物活菌制剂。
虽然经处理秸秆的瘤胃干物质消失率没有显著提高,甚至反有下降,但由于秸秆的适口性明显改善,牛羊秸秆的采食量大幅增加,日增重效果明显优于未经处理的秸秆,加上其操作简单易行、成本低,受到牛羊养殖户的极大欢迎。
自70年代以来,国外许多学者和研究人员致力于白腐真菌的研究。
Z adrazil等(1982)研究了200多种白腐真菌后发现,有几十种白腐真菌能显著的改善秸秆的适口性,提高木质素的降解率,大幅度(40%～60%)提高秸秆的瘤胃干物质消失率,从而使秸秆成为反刍动物的一种含较高营养价值的廉价能量饲料。
白腐真菌菌株共培养降解玉米秸秆的研究
ｃｅ ｅ ｙ２ ．％ ．｛ ｏｃ ｓ ｎ｝ ｏｓ ｅｉ ｒｍ ｅｇｎｒｌ ｌｋ ｇｆｅｃ－ｕｔｅｏ ２ ｒ ｄｂ １３ ｓ ａ Ｃ ｎｌ ｉ Ｃ ｎｉ ｒ ｇｆ ｔ ｅｅａ ｆｈ ｉ ，ｌ ｏｃｌ ｒ ｆ ｕｏ ｄ ｎ ｏ ｈ ｒｎ ｉ ｌ ｕ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｗ ｈｔ ｏ ｕ ｇ ； ｃｌ ｒｄ： ｍ ｍｌ ｙｗｏｄ ｉ ｒｔｆｎ ｉ（ ｕｔ ｅ Ｃ ｅ ｕ ｏ ｓ ｋ
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责 任 编辑
陈 玉敏
责 任 校对
马君 叶
白腐 真 菌 菌 株 共 培 养 降 解 玉 米 秸 秆 的研 究
刘坤， 会宣， 敬 （北 贸 学 物 学 工 学 ，北 家 ０６ 李 李 河 经 大 生 科 与 程 院 河 石 庄５ １ ０） ０
摘要 ［ 的 ］ 究白腐真菌 菌株共培 养对 降解 玉米秸秆的影响 。［ 目 探 方法 ］ 白腐真 菌（ 和 ，９为供试 菌株 ， 以 Ｆ６ ， ） 采用分光光度 法、 Ｎ 法 、 ＤＳ 凯民定 氯法、 索民提 取法等 ， 别测定两菌共 同降解玉米秸秆 时纤维素 酶和木 质素酶 的酶 活力 、 纤维素 的降解 率 、 分 全 粗蛋 白和 粗脂 肪的 增加率 ， 并与 两菌分别培养进行 综合比较 。［ 结果 ］ 两菌共培养 的最佳条件 为 ｐ Ｈ值 ５５含水量 ６ ％、 ．、 ０ 菌量 （－ Ｐ６ ｌ 、 氮量２５ ； Ｌ９ －）： 合 ／ ３ ． 共 ％ 培养后粗蛋 白含 量和粗纤 维含量 分别提 高了 ３ 、 ％和 ３６ ， 纤维含量 降低 了２ ．％。［ ５６ ．％ 粗 １ ３ 结论］ 从总体 思路 考虑 ， 茵共培 养优 于单独 两 培养 ：该试验 同时获得 了 １ 高蛋 白、 种 多营养的饲料栽体 ， 为研 究玉米秸秆饲 料奠定 了 基础 。
降解秸秆的白腐真菌的筛选、优化及混菌发酵研究
降解秸秆的白腐真菌的筛选、优化及混菌发酵研究降解秸秆的白腐真菌的筛选、优化及混菌发酵研究秸秆是农作物的残杂部分，具有丰富的碳和能量资源。
但由于其难以降解和利用，导致大量秸秆被直接焚烧或堆填，产生了严重的环境污染和浪费资源的问题。
因此，开发一种高效降解秸秆的方法，具有重要的意义。
白腐真菌是一类能够快速降解植物纤维素的微生物，具有较强的生物降解能力。
本研究旨在筛选一株具有高降解能力的白腐真菌，并通过优化培养条件，提高其降解效率，最终实现秸秆的高效利用。
首先，我们从土壤样品中分离得到多株白腐真菌，并使用秸秆作为唯一碳源进行筛选。
经过连续的分离培养，从中筛选出一株降解能力较强的白腐真菌。
接下来，我们对筛选出的白腐真菌进行了鉴定，并确定其为曲霉属（Aspergillus）。
为了提高降解效率，我们优化了其培养条件。
通过对培养基中碳源浓度、初始pH值和培养温度的调节，确定最适宜的培养条件。
实验结果表明，当琼脂含有3%的秸秆颗粒、初始pH值为5.5、培养温度为30℃时，白腐真菌的降解效率最高。
随后，我们进行了混菌发酵研究，希望通过混合不同种类的白腐真菌，进一步提高秸秆的降解效率。
选取了经过筛选并具有较高降解能力的两株白腐真菌进行实验。
结果显示，两株白腐真菌的混合能够显著提高秸秆的降解效率。
通过调节不同菌株比例，确定了最佳的混菌比例为1:1。
为了进一步了解白腐真菌降解秸秆的机制，我们对降解产物进行了分析。
利用纤维素酶和木聚糖酶等酶活性测定方法，确定了白腐真菌降解秸秆的主要酶类。
同时，通过液相色谱分析和气相色谱质谱联用技术，对降解产物进行了结构鉴定。
结果发现，白腐真菌能够将秸秆中的纤维素和木质素等复杂物质降解为较简单的可利用物质。
综上所述，本研究成功筛选出了一株高降解能力的白腐真菌，并通过优化培养条件和混菌发酵，提高了其降解效率。
这为秸秆的高效利用提供了一种新的途径。
进一步研究白腐真菌降解机制，有助于深入了解其降解秸秆的分子基础，并为进一步开发降解秸秆的微生物酶提供了理论基础。
白腐菌降解木质素研究进展
白腐菌降解木质素研究进展第13卷第1期衡水学院学报Vol. 13, No. 1 2011年2月 Journal of Hengshui University Feb. 2011白腐菌降解木质素研究进展王敏(衡水学院生命科学学院，河北衡水 053000)摘要：白腐菌是一种能选择性降解木质素的担子菌，其木质素酶能降解各种结构复杂、难降解的有机物而成为国内外研究的热点．本文详细综述了白腐菌降解木质素的机理、木质素酶系及其在各行业的应用研究进展等，并对其应用前景做出展望．关键词：白腐菌；木质素；木质素酶系中图分类号：Q93文献标识码：A 文章编号：1673-2065(2011)01-0051-03地球上每年植物光合作用的生物量可达2 000 亿t，其中大部分为木质纤维素类．木质纤维素原料主要化学成分是纤维素、木质素、半纤维素等．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．以木材的腐朽类型，木质纤维素降解真菌可分为3类：白腐菌(White rot fungi)、褐腐菌(Brown rot fungi)和软腐菌(Soft rot fungi)．其中褐腐菌只能攻击和降解细胞壁中的纤维素、半纤维素部分，而软腐菌仅作用于细胞中的半纤维素，只有白腐菌是自然界中唯一一类具有独立降解木质素能力的微生物，褐腐菌、软腐菌一般认为在木素降解中仅起二次性作用．白腐菌分泌木质素降解酶的同时还分泌纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等酶类，因而比木霉、曲霉等更适合分解天然的木质纤维素物质．纤维素是植物细胞壁的主要成分，广泛而大量地存在于自然界，是地球上最丰富、最廉价的可再生资源，也是人类未来可能的能源、食品和化工原料的主要来源[1]．利用纤维素酶将纤维原料转化成可利用的糖，对于可持续发展战略的实施具有重大意义．因此首先要降解木质素，才能最大限度利用纤维素，本文将详细综述白腐菌的相关研究进展．1 降解木质素的菌种及原理木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子化合物．木质素由于具有各种生物学稳定的复杂键型而不易被微生物降解．如何高效利用木质纤维素原料其关键在于有效降解包裹在纤维素晶体外面的木质素以及半纤维素，从而增加纤维素表面积，使纤维素易于降解，从而生成可发酵性糖．白腐菌属于担子菌纲(Basidiomycete)，是少数的能选择性降解木质素的真菌之一[2]，因其腐生在树木或木材上，引起木质白色腐烂而得此名．目前，已研究的白腐菌有：黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、彩绒革盖菌(Coliolus versicolor)、变色栓菌(Trametes versicolor)、射脉菌(Phlebia radiata)、凤尾菇(Pleurotus pulm onarius)、杂色云芝(Trametes versicolor)、糙皮侧耳(Pleurotus)、朱红密孔菌(Pycnoporus cinnabarinus)等．P.chrysosporium已成为研究木质素降解的模式菌株．白腐菌所分泌的木质素降解酶主要有3种，即木质素过氧化酶、锰过氧化物酶和漆酶．白腐菌在降解木材的过程中，在适宜的条件下，白腐菌菌丝开始沿着细胞腔蔓延，主要集中在纹孔处．在菌丝下细胞壁被分解出一条沟槽，它可从细胞腔到复合胞间层，逐渐降解纤维素、半纤维素和木质素[3]．白腐菌降解木质素可分为细胞内和细胞外2个过程．在细胞内主要营养物质(碳、氮、硫)限制条件下，白腐菌启动收稿日期：2010-08-20基金项目：河北省科技支撑计划项目(09225512); 衡水市科学技术研究指导课题(09060Z)作者简介：王敏(1977-),女,河北衡水人,衡水学院生命科学学院副教授,工学博士.52 衡水学院学报第13卷形成整个降解系统：1) 产生过氧化氢的氧化酶，即细胞内葡萄糖氧化酶和细胞外乙二醛氧化酶．它们在分子氧的参与下氧化相应底物激活过氧化物酶，从而启动酶催化循环．2) 合成对木质素降解起作用的细胞外酶，即木素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶3种[4]．触发启动一系列自由基链反应，使木素结构中的苯环发生单电子氧化反应形成阳离子基团，而后发生一系列自发反应而降解．木质素降解主要是氧化反应．根据氧化中不同电子受体，分为利用O2的多酚氧化酶系和利用H2O2的过氧化物酶系．前者为漆酶，后者指木素过氧化物酶和锰过氧化物酶．研究得较多的木质素降解酶系主要包括：木素过氧化物酶、锰依赖过氧化物酶和漆酶3种酶系．不同的白腐真菌可分泌这二种降解木质素的胞外酶中的一种或多种[6]．2 木质素降解酶系2.1 木素过氧化物酶(Lignin peroxidase, LiP)木素过氧化物酶(LiP)是由Tien等[7]于1983年在黄孢原毛平革菌(P.chrysosporium)中发现的，随后的研究发现大部分白腐菌在木素降解条件下都能分泌这种酶，是迄今为止研究的最清楚的木素降解酶，在天然木质素和环境污染物小分子的降解过程中LiP起关键作用[8]．LiP是一类含有血红素辅基的同工酶，分子量38~43 kd，分子中有10条长的蛋白质单链，一条短的单链．LiP作为生物催化剂，能够催化苯酚、芳香胺、芳香醚及多环芳香化合物，通过多个反应步骤氧化木质素模式化合物．LiP降解木素时需要其他酶(如氧化酶)产生H2O2，催化氧化木素需要一种真菌代谢产物藜芦醇(3,4-二甲氧基苯甲醇，VA)参与．VA既是LiP的底物，又是LiP的氧化还原介体，可能还起到保护酶免受过量H2O2破坏的作用．LiP催化氧化VA形成阳离子自由基，其传送电子能力极强．2.2 锰过氧化物酶(Manganese-dependent peroxidase, MnP)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．2.3 漆酶(Laccase)漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，和植物中的抗坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属铜蓝氧化酶家族中的同一小族，在结构和功能上存在许多相似之处．它可以催化氧化酚类化合物脱去羟基上的电子或质子，形成自由基，导致酚类及木素类化合物裂解，同时分子氧被还原为水．其反应包括脱甲氧基、脱羟基、C-C键断裂过程等．漆酶来源广泛，植物、昆虫和真菌中都存在漆酶．3 应用白腐菌对底物非特异性机制，使其得到广泛应用，如造纸制浆、饲料生产、废水处理、农业堆肥等行业．3.1 饲料目前白腐菌降解木质素的模式菌株是黄孢原毛平革菌．秸秆经白腐真菌发酵后，大部分的低质非蛋白氮转化为较高质量的菌体蛋白，蛋白质品质也得到较大幅度的改进．秸秆经白腐菌处理不仅营养成分有极大的提高，而且其pH值由未处理前的5.7降到4.0，呈愉快的水果香味，同时由于大部分的木质素被降解或破坏，秸秆质地柔软，适口性明显改善；可提高动物对饲料的消化，并且已经突破了秸秆仅用于反刍动物饲料的禁区，对饲养猪、鸡的实验效果已有报道．利用白腐真菌处理秸秆能够快速、高质量地利用和转化秸秆资源，扩大饲料来源，减少环境污染[11]．3.2 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]．3.3 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)使之生成有第1期王敏白腐菌降解木质素研究进展 53 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[13]．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[14]、废物处理等方面将发挥重要作用．参考文献：[1] Béguin P, Aubert J P.The biological degradation of cellulose[J].FEMS Microbiology Reviews,1994,13(1):25-58.[2] Cacchio P, Ercole C, Veglio F, et al.Cellulose enzymatic hydrolysis of wheat straw after solid-state pre-treatment by Trametestrogii:a factorial study[J].Annals of Microbiology,2001,51:215-224.[3] Hatakka.Lignin-modifying enzymes from selected white-rot Fungi:Production and role in lignin degradation[J].FEMS Micro Rev,1994,13:125-135.[4] 王丽,曾光明,黄丹莲,等.白腐菌处理铅污染废弃稻草的动态变化研究[J].环境科学研究,2006,19(6):90-93.[5] 赵德清,林鹿,蒋李萍.微生物(白腐菌)对纸浆的漂白[J].中国造纸学报,2003,18(2):179-184.[6] 陈军.白腐真菌产漆酶的条件优化及其对多环芳烃的降解[D].哈尔滨:东北林业大学,2008,2-6.[7] Tien M, Kirk T K.Lignin-degrading enzyme from the hymenocete Phanerochaete chrysosporium[J].Science,1983,221:661-663.[8] Hammel K E, Mozuch M D, Jensen K A, et al.H2O2 recycling during oxidation of the arylglycerol baryl ether structure by ligninperoxidase and glyoxal[J].Biochemistry,1994,33:13349-13354.[9] 池玉杰,伊洪伟.木材白腐菌分解木质素的酶系统-锰过氧化物酶、漆酶和木质素过氧化物酶催化分解木质素的机制[J].菌物学报,2007,26(1):153-160.[10] 刘浩,付时雨,刘梦茹,等.白腐菌胞外酶降解木素的机制及其协同作用[J].中国造纸学报,2007,22(4):96-101.[11] 赵红霞,杨建军,詹勇.白腐真菌在秸秆饲料资源开发中的应用前景[J].中国畜牧兽医报,2008,10:1-3.[12] 郭梅,蒲军,路福平,等.白腐菌漆酶特性及其应用前景[J].天津农学院学报,2004,11(3):44-47.[13] 赵玉杰.小麦秸秆堆肥接种白腐菌的效果及作用条件研究[D].成都:四川农业大学,2002:2-8.[14] 孙先锋.高效菌降解造纸黑液木质素的特性与机理研究[D].西安:西安建筑科技大学,2002:10-22.Progress of Research on White Rot Fungi Degradating Lignin WANG Min(College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)Abstract: White rot fungi is a kind of basidiomycetous which can selectively degradate lignin. For it has lignin degradation enzymes which can degergate complicated organic pollutants, the research on it has become a hot topic domestically and abroad. This paper reviewed the degradation mechanism of lignin, lignin degrading enzyme system and its application in every trade. Meanwhile the development prospect of white rot fungi was predicted.Key words: white rot fungi; lignin; lignin degradation enzymes(责任编校：李建明英文校对：李玉玲)。
白腐菌降解木质素原理
白腐菌降解木质素原理
白腐菌降解木质素的原理主要涉及分泌的胞外酶和木质素降解酶系。
以下是详细介绍：
1、白腐菌首先分泌超纤维氧化酶来溶解秸秆表面的蜡质层，并吸附在木质纤维素的端部，随后，菌丝由端部向内生长，分泌纤维素酶、半纤维素酶、内切聚糖酶和外切聚糖酶，这些酶将秸秆降解为小分子碳源和半纤维素，为菌丝的生长和木质素的降解提供必要的碳源和能量。
2、白腐菌的木质素降解酶系统主要包括细胞外过氧化物酶（如锰过氧化物酶-MnP、木质素过氧化物酶-LiP）和细胞外酚氧化酶-漆酶（如漆酶），这些酶能够氧化木质素，木质素是由内部单元C-C键和醚键构成的三维结构，因此，白腐菌的木质素降解酶系统在很大程度上必须是非专一性的酶系统，能够非特异性地分解木质素结构。
木质素在氧化后产生不稳定的自由基，进而引发一系列非酶催化的自发裂解反应，导致木质素聚合体的氧化与断裂。
在木质纤维素体系下，MnP通过形成三价锰来降解酚型木质素，而DyP则用于降解非酚型木质素。
这些过程共同作用，使得白腐菌能够有效地降解木质素。
白腐真菌处理玉米秸秆饲料的研究进展
４１ 提 高秸秆 适 口性 ，增加 采食 量 ．
纤维素 、木质素和果胶多糖 ，其 中粗纤维 占据 了干
物 质 的 ７ ．％，也 有少 量 的粗 蛋 白质 （％～ ％） ５４ ６ ７ 和粗 脂 肪 （％ ％） １ ２ ，但 品质 较 差 。 相 关研 究 表 明 ，玉 米 秸秆 中的纤维 素 、半 纤维 素被 木质 素包 裹 ，其 中 部 分 纤 维 素 、半 纤 维 素 与木 质 素 以共 价 形式 结 合 ， 形 成 紧密 的结 构 ，微生 物大 多 不能裂 解 木质 素 的化
白腐 真 菌处 理玉米 秸秆 饲料 的研 究进展
王晓翠 ，王 浩 ，李 杰
（东 北 农 业 大 学 动 物 科 学 技 术 学 院 ， 哈尔 滨 １０ ３ ） ５ ０ ０
摘
要；目 前我 国的玉米秸秆饲料加 －处理方 法 已讶 １ － ＂ 趋成 熟 其在缓解饲粮压 力 净 化养 殖环境 促进农 业 、
我 国对 白腐真 菌 的研究 相对滞 后 ，但 目前 已取 得 较 大 进 展 。侯 进 等 研 究 了 ４种 配方 （ 料 为 玉 主 米 秸 秆 粉 ７ ％与 石 灰 １ ４ ％，加入 不 同配 比的玉 米 面
菌属及和栓菌属和烟管菌属等 。 ３ 白腐 真 菌处理 玉 米秸 秆饲 料 的原理 白腐真菌能够分泌胞外氧化酶来 降解木质素 ， 因 此被认 为是 最 主要 的木 质 素降 解微 生 物 。主要 通过 木 质素 过 氧化 物 酶 、锰 过 氧化 物 酶 、漆 酶 ３ 种 酶对 木 质素 进 行 降解 。在适 宜 的条 件 下 ，白腐 真
ｖｒｕｏ ｓｃｒ ｌ ． ｅ ｔ ｎ ｆｃ ｒ ｔ ｌ ｎ ｔ ｅ ｃ ｉ ｅ ｂ ｃ ｕ ｅ ｏ ｔ ｏ ｕｎ ｉ ａ ｅ ｅ ｔｖ ｌ ｅ ｒ ｄｅｌｇ ｉ ｔａ ｉｔ ｕ ｉｃ ｅ Ｔｒ ａ ｍｅ ｔｏ ｏ ｎ ｓａ ｋ ｉ ｈ ｈｏｃ ， ｅ ａ ｓ ｆｗｈｉｅｒ ｔｆ ｇ ｎ ｓ ｌｃ ｉ ｅｙ ｄ ｇ ａ ｉ ｎ ｎ ｓｒｗ， ｃ ｄ ｇ ａ ａ ｉｎ ｒ ｔ ｆｄ ｙ ｍａ ｔｒｏ ｔａ ｗａ ｎ ｒ ａ ｅ ｎ ｔ １ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｔｉｉｎａ ａ ｕ ｆｓｒ ｗ ｓ ｉ ｒ ｖ ｄ ｅ ｒ ｄ ｔｏ ａ ｅ ｏ ｒ ｔｅ ｆｓｒ ｗ ｓ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｉ ｈｅ１ ｍｅ ｎ ｈ ｕ ｒｔｏ ｌｖ ｌ ｅ ｏ ｔａ ｗａ ｍｐ ｏ ｅ ， ３ ｔ ｕ ｔｗａ ｎ— ｐｔ ｔ ｄｙｂｙ ｓ ｈｏａ ｓａ ｍｅ ａ ｄ ａ ｒ ａ ａ ｈ ｎ ｍａ ｅ ｓ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓ Ｔｈ ｓｐ ｐｅ ｕｍｍａ ｉ ｄ ｈ ｓｉ ｓｉ ｄｅ ｈ ｓｕ ｃ ｌ ｒ ｔｈｏ ｎ ｂ ｏ ｄ， ｎｄ ｔ ｅ ｄ ｏ ｈ ｅ ｕ ｔ ． ｉ ａ ｒｓ ｒｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｏ ｏ ｎ ｓａ ｋ ｓｌｇ ，ｏ ｅ ｖ ｅ ｏ ｉｅ ｒ ｔｆ ｇ ｎ ｉｅ ｒ ｔｆ ｎ ｉｔｅ ｔ ｎｔｐ ｎ ｉ ｅ ｏ ｏ ｎ ｓｒ ｗ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｃ ｒ ｔ ｌ ｉａ ｅ ｖ ｒ ｉ ｗ ｆｗｈ ｔ ｏ ｕｎ ｉａ ｄ ｗｈ ｔ ｏ ｕ ｇ ｒ ａｍｅ ｒ ｃｐｌ ｆｃ ｒ ｔａ ｉ
白腐真菌木质素降解酶系研究进展
两 种 ，如 Ｌ ｎｉｕａｅ ｏ ｅ 只 产 生 Ｍｎ ｅｔ ｌ ｄ ｄｓ ｎ ｐ和 Ｌ ｃ ａ ，黄
孢 原 毛 平 革 菌 则 分 泌 Ｌｐ和 Ｍｎ 。有 文 献 报 道 ， ｉ ｐ 黄孢 原 毛 平 革 菌也 能产 生 Ｌｃ ａ ，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 Ｆ Ｓ）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 ２ ｉ ｐ ２
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 ．２ ３
白腐真菌降解生物质秸秆效果的研究
白腐真菌降解生物质秸秆效果的研究
张辉;吴华;兰洋
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2011(039)008
【摘要】[目的]探讨不同发酵时间白腐真菌对玉米和油菜秸秆的降解效果.[方法]设置6个时间点(0、20、25、30、35和40 d),测定油菜和玉米秸秆的木质素含量和降解率变化.[结果]随着发酵时间的延长,玉米和油莱秸秆的木质素降解率均呈下降-上升-再下降的趋势.在发酵培养20 d时,油菜秸秆的木质素降解率达到最大,为58.07%;在发酵培养35 d时,玉米秸秆的木质素降解率达到最大,为33.62%.[结论]白腐真菌对玉米和油菜秸秆的降解效果显著,其中对油菜秸秆的降解效果尤为突出.【总页数】3页(P4598-4599,4683)
【作者】张辉;吴华;兰洋
【作者单位】青海大学农牧学院,青海西宁,810016;青海大学农牧学院,青海西宁,810016;青海大学农牧学院,青海西宁,810016
【正文语种】中文
【中图分类】X712
【相关文献】
1.白腐真菌降解油菜秸秆的效果 [J], 张辉;吴华;兰洋
2.白腐真菌的筛选以及对其秸秆降解能力的研究 [J], 张杰;章世元;周光玉;全丽萍;薛永峰
3.白腐真菌降解玉米秸秆的研究 [J], 侯进;李婷;李杰
4.白腐真菌降解秸秆条件的研究 [J], 刘海霞;张力;叶武
5.白腐真菌降解农业废弃物秸秆的研究进展 [J], 代广辉
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白腐真菌对稻草秸秆的降解及其有关酶活性的变化
菌物系统20404 菌 物 系 统 20卷1.3 培养成分测定 分别对接种后7213549d 的菌包取样分析揉碎烘干至恒重培养基质的粗蛋白按凯氏定氮法测定1987²Î¿¼ÅËÓ-½ÝµÈ(1991)的方法进行愈创木酚酶活力单位为:1u=每毫克总蛋白在30min内改变的光密度值PIERCE 公司2 结果与分析2.1 菌丝生长情况接种后菌丝生长迅速14d 后菌丝长满菌包42d 后Z17菌株有子实体形成Z17形成子实体Z17菌株形成的子实体与菌皮为28.5g 1024菌株为19.5g»ùÖÊË®·ÝµÄ±ä»¯¼û±í1Èý¸ö¾úÖêÅàÑø»ùÖÊË®·Ý°Ù·Öº¬Á¿¶¼Öð½¥ÉÏÉý表１ 三个菌株在不同培养时间的水份百分含量Table 1. The moisture of three strains at different cultivation time (%)培养时间(d) Cultivation time(d)菌株strains 0 7 14 21 28 35 42 49 Z17 66.7 68.02 69.13 70.68 71.58 72.43 73.12 73.67 921 66.7 67.97 68.92 69.15 69.31 70.49 71.86 72.11 102466.767.6468.7268.9370.1670.4972.1173.092.3 粗蛋白含量的变化培养前基质中粗蛋白含量为6.50%Z171024的粗蛋白含量分别为8.90%8.95%¸÷¾úÖêÔÚÅàÑø¹ý³ÌÖеĴֵ°°×º¬Á¿¶¼ÓÐËùÌá¸ß经过49d 的培养其中９２１的测定值分别为10.30%和22.72%各菌株对木质素及纤维素的降解速率各不同菌丝生长初期的木质素及纤维素的降解速率较高木质素的降解率最高达40.53%2.5 基质中胞外酶活性的变化 2.5.1 不同菌株在不同培养时间漆酶酶活性的变化: 如图3所示０．８ｕ之间Z17与921菌株在菌丝生长初期有酶活高峰出现3期杭怡琼等但又稍有起伏后在菌丝生长后期有一高峰2.5.2 不同菌株在不同培养时间愈创木酚酶酶活性的变化 如图4所示３５ｕ之间且酶活性较高而921与1024菌株在菌丝生长初期酶活达到高峰在49d时酶活已基本消失3 讨论本试验先对稻草秸秆灭菌后接种以避免培养基受到其它杂菌的污染而影响实验结果我们将试用高温灭ｔｅｎｔｎｔｅｎｉｖｉｔ406 菌 物 系 统 20卷菌各菌株在培养过程中这是 因为通过呼吸作用部分基质转变成CO 2和H 2O释放到周围环境中在培养初期水份变化较大白腐菌降解作用明显７５％闵晓梅和孟庆翔菌丝生长良好不易受污染说明白腐菌将部分稻草秸秆降解后转化成蛋白Zadrazil & Bruunet等进行的白腐菌处理秸秆的研究试验结果表明大部分的低质非蛋白氮转化为较高质量的菌体蛋白主要是氨基酸平衡 由于猪对非木质化的纤维素消化率可达78%而对木质纤维素消化率仅为11%所以木质素是影响稻草利用的关键白腐菌对木质素的降解率平均可达37.76%由此可见使稻草秸秆变得香甜可口侧耳属真菌降解稻草秸秆过程中胞外酶活性与木质纤维素的降解有一定的对应关系漆酶酶活与木质素的降解有着相似的变化趋势木质素的降解速率也以7´Óͼ1和图4的对比中可以看到,愈创木酚酶的酶活变化与木质素降解速率的变化趋势也基本相似漆酶和愈创木酚酶在木质素的降解中起到了较为重要的作用Leatham,1985本试验所用三个菌株在相同实验条件下相对而言Z17菌株对木质素降解效果较好, 而1024菌株对纤维素的降解效果较差孟庆翔饲料研究９ 倪新江食用菌学报２７ 潘迎捷,陈明杰,郑海歌等,1991.香菇和平菇生长发育中漆酶上海农业学报, 7(2):21u3期杭怡琼等1999. 大型真菌漆酶的研究2:3ÏËάËغÍľÖÊËصĶ¨Á¿·ÖÎö³ÌÐò14:81 1990. 食用菌酶学的应用研究.中国食用菌, 9(5):151993. 饲料分析剂饲料质量检测技术. 北京农业大学出版社２３ Lentinus edodes during degradation of aＬｅａｔｈａｍ Ｇ Ｆ． １９８５． Ｅｘｔｒａｘｅｌｌｕｌａｒ ｅｎｚｙｍｅｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｍｕｓｈｒｏｏｍ Lignocellulosic medium , Appl&Environmental Microb, 50:859921 and 1024 were separatelycultivated in the medium of rice straw supplemented with 20% of cottonseed hull. The contents ofmain chemical constituents in the substrate and activities of cellulases complex and polyphenolasein the culture were determined at different growth stages. The results showed that t he contents of cellulose and lignin in the cultural subst r ate continuously decrease from inoculation to the fruitbody formation, whereas the amounts of the moisture and crude protein were increased gradually.The activities of laccase in the culture showe d a quick increase during mycelium growth and thendecrease. The highest activity of guaiacolase occurred during mycelium growth and fruit bodyformation, and then decreased or disappeared.KEY WORDS: White rot fungi, degradation of rice straw, lignocellulose, laccase, guaiacolase。
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。
白腐菌及黑曲霉对玉米秸秆生物降解的研究
9d 60.55±0.28Bb 40.63±0.21Bb 7.52±0.11Bb 25.02±0.27Bb 19.92±0.23Bb
10 d 59.78±0.13BCb 39.94±0.17BCc 7.22±0.14BCbc 24.62±0.16BCb 19.84±0.15Bb
11 d 58.65±0.22Cc 39.53±0.15Cc 7.03±0.06Ccd 23.95±0.19CDc 19.12±0.25BCbc
黑曲霉混合后对玉米秸秆的降解效果。 结果表明，接种比例、黑曲霉接入时间，接种比例与黑曲霉接入时间的交互作
用以及发酵时间对混菌发酵降解玉米秸秆都有显著影响（P ＜ 0.05）。 最佳方案为：白腐菌液体菌种和黑曲霉孢子悬
浮液的接种比例为 5∶1， 白腐菌接种 2 d 后再接入黑曲霉孢子悬浮液， 发酵 10 d， 所得产物中性洗涤纤维的含量为
中的木质素降解效果较好， 但每相邻的两个发酵
天数之间差异不显著（P ＞ 0.05）；而白腐菌对纤维 素的降解， 除发酵 9 d 和 10 d 差异不显著 （P ＞
2011 年第 3 期
中国饲料
37
表 2 白腐菌对玉米秸秆降解的试验结果
指标 NDF ADF 木质素 纤维素 半纤维素
CK 66.31±0.21Aa 44.78±0.24Aa 9.13±0.07Aa 27.46±0.19Aa 21.53±0.45Aa
12 d 55.67±0.43Dd 37.18±0.23Dd 6.81±0.09CDde 23.24±0.13DEd 18.49±0.26Ccd
注：同行数据肩标小写字母完全不同表示差异显著（P ＜ 0.05），大写字母完全不同表示差异极显著（P ＜ 0.01），含相同小写字母表示差异不显著（P ＞ 0.05）；下同。
白腐真菌在降解秸秆木质素中的应用
白腐真菌在降解秸秆木质素中的应用
郭旭生;崔慰贤;姚爱兴
【期刊名称】《饲料博览》
【年(卷),期】2003(000)002
【摘要】@@ 一个世纪以来,国内外研究人员就如何提高秸秆饲料的营养价值进行了大量深入的研究,取得了一定的进展.在利用生物技术处理秸秆方面,国内的学者和研究人员多致力于利用一些微型真菌(如黑曲霉、绿色木霉、变异青霉、根霉等)、细菌、放线菌以及酵母菌等处理秸秆,而用白腐菌处理秸秆少见报道.
【总页数】4页(P36-39)
【作者】郭旭生;崔慰贤;姚爱兴
【作者单位】宁夏大学农学院动物科学系草业科学研究所,宁夏永宁,750105;宁夏
大学农学院动物科学系草业科学研究所,宁夏永宁,750105;宁夏大学农学院动物科
学系草业科学研究所,宁夏永宁,750105
【正文语种】中文
【中图分类】S816.35
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5.论白腐真菌产木质素降解酶在环境治理中的应用 [J], 王红
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白腐菌对秸秆中木质素生物降解的研究
白腐菌对秸秆中木质素生物降解的研究
戴永鑫;王海宽;刘逸寒;路福平
【期刊名称】《天津科技大学学报》
【年(卷),期】2007(22)4
【摘要】研究了白腐菌及其产生的木质素降解酶系对秸秆的木质素生物降解方法,探讨了黄孢原毛平革菌和杂色云芝单一菌株生物降解及双菌株联合降解木质纤维素的规律,白腐菌双菌联合固态培养可使木质素降解率达到47.64%,脱木素选择性为4.74.采用模拟大规模白腐菌堆积培养(厚度30 cm)的方法降解秸秆木质素,培养30 d,木素降解率为32.54%,表明此方法是一种可行的大规模生物预处理方法.
【总页数】4页(P24-26,51)
【作者】戴永鑫;王海宽;刘逸寒;路福平
【作者单位】天津市工业微生物重点实验室,天津科技大学生物工程学院,天
津,300457;天津市工业微生物重点实验室,天津科技大学生物工程学院,天
津,300457;天津市工业微生物重点实验室,天津科技大学生物工程学院,天
津,300457;天津市工业微生物重点实验室,天津科技大学生物工程学院,天
津,300457
【正文语种】中文
【中图分类】TQ353.4+2
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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) 。
接种后的试管放入温度26 ℃，培养箱中培养 6 d，湿度自然。
6 d 后接种到培养皿中，培养温度如上，培养6 d 后，采用打孔器定量接种于三角瓶培养的液体培养基中( 液体培养基: 200 g马铃薯煮出液，20 g 葡萄糖，KH2PO4 3 g，VB1 8 mg，水1 000 mL，pH 自然) ，三角瓶中培养液120 mL，然后将三角瓶放置于摇床培养，摇床的转速为150 r&·min - 1，温度26 ℃，湿度自然。
秸秆的微生物处理。
将在液体培养基摇瓶培养7 d 后的菌种匀浆处理后，与玉米粉或麸皮拌匀，分别按10% 、20% 、30% 的比例加入到玉米秸秆中，标记为 1 ～3。
在环境湿度自然，温度26 ℃条件下培养2、4、6、8 d，分别用代号1 ～4 表示。
微生物处理后的秸秆送检到江苏佳信检测技术有限公司进行纤维素和粗蛋白含量的测定。
A ( B) 11 表示菌种A 或
B 采用浓度10% 处理2 d; A ( B) 12 表示用菌种A 或
B 采用浓度10% 处理4 d; A ( B) 13 表示菌种A 或B 采用浓度10% 处理6 d; A ( B) 14 表示菌种A 或B 采用浓度10% 处理8 d; A ( B) 21 表示菌种A 或B 采用浓度20% 处理2 d; A ( B) 22 表示菌种A 或B 采用浓度20% 处理4 d; A ( B) 23 表示菌种 A 或B 采用浓度20% 处理6 d; A ( B) 24 表示菌种A 或B 采用浓度20% 处理8 d; A ( B) 31 表示菌种A 或B 采用浓度30% 处理2 d; A ( B) 32 表示菌种A 或 B 采用浓度30% 处理4 d; A ( B) 33 表示菌种A 或B 采用浓度30% 处理6 d; A ( B) 34 表示菌种A 或B 采用浓度30% 处理8 d; CK 表示未做微生物处理的玉米秸秆。
此秸秆中加入了10% 的尿素。
2 结果与分析
2. 1 不同白腐菌处理时间、处理浓度的降解效果
白腐菌处理8 d 后，不同浓度、不同菌种处理的秸秆均出现结块、腐烂现象，后期的测定剔除了第8 d 的数据。
由表1 可见，白腐菌对玉米秸秆中的木质素降解效果很明显，白腐菌处理时间越长，木质素降解效果越明显，不同种类的白腐菌对玉米秸秆的处理效果有明显的差异，白腐菌B ( GIM3. 393) 的降解效果优于白腐菌A ( GIM3. 383) 。
随着玉米秸秆中木质素逐渐降解，粗蛋白含量逐渐增加，从而使秸秆的柔软性增加。
2. 2 采用不同材料拌入菌种对木质素的降解效果
在菌种中分别拌入玉米粉和麸皮，采用10% 的浓度，在第4 和第6 天检测其木质素和粗蛋白含量的变化。
对玉米秸秆的木质素降解有不同的影响，主要表现在拌入玉米粉的菌种对木质素的降解能力优于拌入麸皮的菌种。
从不同菌种的处理效果来看，无论拌入玉米粉还是拌入麸皮，白腐菌对木质素的降解能力都以菌种B ( GIM3. 393) 为好。
3 讨论
本研究结果显示，利用白腐菌分解秸秆中的木质素提高粗蛋白含量是可行的。
从对木质素的降解效果来看，在尿素与白腐菌GIM3. 383、GIM3. 393 的共同处理下，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% 。
其中白腐菌GIM3. 393 平均降解木质素36% ，提高粗蛋白含量23. 9% ; 白腐菌GIM3. 383 平均分解木质素30. 7% ，提高粗蛋白含量20. 7% 。
白腐菌GIM3. 393 的降解能力优于白腐菌GIM3. 383。
玉米粉粗蛋白含量8. 6% ，麸皮为13. 5%[8-11]，但从两种原材料拌入白腐菌后对玉米秸秆的木质素的分解效果来看，拌入玉米粉后的白腐菌活力更强，对木质素的分解能力更高。
从处理时间来看，白腐菌处理时间8 d 时，不同浓度、不同白腐菌品种均出现结块、腐烂现象，影响玉米秸秆的可食性，因而白腐菌处理秸秆时，要最大化的降解木质素，提高粗蛋白的含量，在环境温度26 ℃ 下，最短处理时间4 d，最长时间6 d。
参考文献:
[1] 熊本海，张宏福. 国内外畜禽饲养标准与饲料成分表[M]. 北京: 中国农业科学技术出版社，2010.
[2] 王宏勋，杜甫佑，张晓昱. 白腐菌对稻草秸秆中木质纤维素降解规律的研究[J]. 中国造纸学报，2007，22 ( 4) : 18-22.
[3] 陶莲，冯文晓，王玉荣，等. 微生态制剂对玉米秸秆青贮发酵品质、营养成分及瘤胃降解率的影响[J]. 草业学报，2016，25 ( 9) : 152-160.
[4] 陶莲，刁其玉. 青贮发酵对玉米秸秆品质及菌群构成的影响[J]. 动物营养学报，2016，28 ( 1) : 198-207.
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