纤维素酶高产菌株选育研究进展

Ｏ＇ｎ３ ｕ ｒ ｃｎ ｓｂ Ｔ ｅ ｏ ｏ ｏ ｒ ｆｓａ等 。 Ｄｏ０ ｆ ｏｅ ｅｓ ｕ ｓ ｈｒ ｍ ｎｓ ａ ｕｃ ｂ ｌ ｓ ｐ、 ｍ ｐ
细 菌产生 纤 维 素 酶 的量 较 少 ， 主要 是 内切 葡 聚 糖 酶
（ ｎ ｏ一１４ ｅｄ ，—— Ｄ—ｇｕａ ａｅ Ｅ ３ ２ １４ 简称 Ｅ ， 般 ｌｃ ｎｓ ， Ｃ ． ． ． ， Ｇ） 一 不分泌 到胞 外 ， 是处 于细胞 壁 “ 而 固定 化 ” 的状 态 ， 可在 细 胞 壁上 形成 一种 突起物 。
属 的 产 量 居 上 ， 氏 木 霉 （ ｎ ｈ ｄｒ ａ ｒ ｓ ｉ 、 氏 木 霉 里 Ｔ ｃｏ ｅｍ ｅ ｉ ） 康 ｓｅ
３ 纤维 素酶基 因克隆
纤维 素酶 基因克 隆 为研 究 纤 维 素酶 的生 物 合成 和作
用机 制 ， 以及 了解纤 维 素酶遗传 特性 进而 构建 高效 纤 维素
中图分类号
Ｑ ３ ９９
文献 标 识 码
Ｂ
文章 编 号
１０ ７ ３ （０６ ｌ ６ ０ ７— ７ １２ ０ ）０— ４一叭
纤维 素酶 是降解 纤维 素生 成葡 萄糖 的一组 酶 的总 称 ， 是起 协 同作用 的多 组 分 酶 系 。产纤 维 素 酶 的生 物 种 群 相
当广泛 ， 主要 集 中 在微 生 物 中 ， 真 菌 、 菌 、 线 菌 等 。 如 细 放
点 调查 ， 粉虱 幼虫 于 ８月 １ 稻 ５１ ３始见 ， ８月 ２ 幼 虫盛发 ５１ ３
旬幼 虫 盛 发 高峰 。９月 １ ２—１ 为 化 蛹 高峰 期 （ ５１ ３ ９月 １ ６ ３ １化 蛹率 达 ６ ％ 一６ ％ ） ９月 ２ 为 成 虫 羽 化 高 峰 期 ４ ８ ， ０１ ３ （ 羽化 率达 ６ ． ％ 一 ６ ． ％ ） ０８ ３ ９ 。预测 幼 虫于 ９月 ２ 始 ５１ ３ 见 ， ９月 ３ 盛 发 高峰 。 则 ０１ ３
值 ， 以对 其的研 究也 是 热 点 之一 ， 产 生菌 主要 集 中在 所 其
芽孢 杆 菌属 。细菌 主要产 中性纤 维素 酶和 碱性 纤 维素 酶 。 由于酶 的耐热 性在 生产 中具有 实用 意 义 。 以耐 热细 菌 是 所 研 究 的热点 。
１ ３ 其它 类 ．
放 线 菌 中产 量稍 高 的主要 是黑 红旋 丝 放线
分解 菌开 辟 了新途 径 。国 内外 在 这 方 面展 开 了大 量 的研
（ ｒ ｈ ｄｒ ａ ｋｎｇ ｉ） 拟 康 氏 木 霉 （ ｒ ｈ ｄｒ ａ ｐｅｄ Ｔｉ ｏｅｍ ｏ ｉｇｉ 、 ｃ Ｔｉ ｏ ｅｍ ｓｕ — ｃ
ｏｏ ｉｇｉ 、 色木 霉 （ ｒ ｈ ｄｒ ａｖｒ ｅ 、 曲霉 （ ｓｅ ｉ ｋｎｇ ｉ 绿 ） Ｔｉ ｏｅｍ ｉｄ ） 黑 ｃ ｉ Ａｐｒ ｌ ｇ—
关 键 词 ： 粉 虱 ； 查 ； 治 策略 稻 调 防 中图分类号 ￥ ３ ４３ 文献标识码 Ｂ 文章编 号 １０ ７ ３ （ ０６ １ ０ ７— ７ １ ２ ０ ）０—１４— １ ４ ０
稻 粉 虱是 一 类 小 型 昆 虫 ， 虫 粉 白色 ， 吸 式 口器 ， 成 刺
卵浅 黄色 ， 幼虫 淡 黄 色 ， 眼 褐 色 ， 淡 黄 色 。 幼 虫 在 水 复 蛹 稻 底 叶至 上 叶为 害 ， 集 中在 叶 片 背 面 ． 吸 汁 液 ， 叶 多 吮 使
４ 展 望
利用纤 维素 酶使 大量 纤 维 素 资 源和 城 市纤 维 素 废 料
转变 成人类 所需 的物 质 ， 有积 极 的深 远 （ 具 下转 １４页 ） ４
菌 （ ｃｉ ｍ ｃｓｍ ｌｎ ｃｃｕ ） 玫 瑰 色 放 线 菌 （ ｃｉ ｍ ｃｓ Ａ ｔ ｏ ｙｅ ｅ ｏｙｌ 、 ｎ ａ ｓ Ａ ｔ ｏ ｙｅ ｎ ｒｓｏ ｉｓ ｔ ｕ ） 纤维 放线 菌 （ ｃｎ ｍ ｃｓｃｌ ｌ ｅ 等 ， ｏｅｄａｔ ｉ ｓ 和 ａｃ Ａ ｔ ｏ ｙｅ ｅ ｕ ｓ ） 分 ｉ ｌｏ
有 利用 Ｅ ｃｌ表达 系统 表达纤 维素 酶基 因 ， 是纤 维 素酶 ． ｏｉ 但 在 Ｅ ｃｌ 中的表达 分 泌水 平 很 低 ， ． ｏｉ 而且 提 取有 很 大 困 难 ， 故 目前应 用较 少 。
纤 维素酶 应用 在诸 多学科 领域 ， 利用纤 维素 酶 降解 天然 纤 维 素对解 决粮 食及 能 源 危机 具 有 重 大 的 现 实意 义。但 目 前纤 维 素酶 的生产 存 在 着酶 活力 低 、 生产 周 期 长 等 问题 ， 还 不能 真正应 用 于大规模 工业 生 产。 因此 ， 育高 酶活 的 选 纤 维 素分解 菌株 就成 了关 键 。 目前 国 内外 有 关纤 维素 酶 的研究 主要 集 中在两个 方 面 ： 方 面是通 过选 育 高产 菌株 一 来提 高酶 的产量 和活 力 ； 另一方 面 是改变 天然 纤 维素结 构 以提 高酶 对它作 用 的 敏感 性 。现 将 纤 维 素酶 高 产 菌株 选 育研 究进 展介绍 如下 ， 以供参 考 。
２ ７头 。
不对 。该虫 小 ， 且危 害 部位 又是 在 稻 叶背 面 ， 稻此 时 正 水
处于 孕穗期 田间封 闭 ， 户 喷药 只 喷在 稻 叶正 面 ， 农 无法 把 药液 接触 到虫体 。在 实地试 验 中 ， 喷头插 入 稻丛 中从下 把 喷上 ， 这样药 液能 直喷 到 虫 体 ， 雾 点在 稻丛 基 部 均匀 分 让 布效 果就 较好 。在用 药上 本站根 据农 民常 用农 药 浓度 ， 进
ｃｈ 、ｂ ２、ｇ 、ｇ ｅ３ ｇ ｅ５、ｇ 、 ｇ ｂ ｌｃ ｈ ｅ ｌｅ２、ｇ ，ｅ４、ｇ ｂ ｌ ｂ２等纤 维 素 酶 基
ｌｓｎ ｅ） ｕ ｉ ｒ 等是 其 中活 性 较 高 的 代表 菌 种 。木霉 属虽 具 有 ｇ 产酶 量大和 酶 系 比较 齐 全 等 优 点 ， 它 们 不 能 利 用 木 质 但 素， 其纤维 素 酶 比活 力及 Ｂ一葡 萄糖 苷 酶 活 力 不 高 ， 且 并
２ 诱 变育 种
紫外线诱 变 育种 是 国 内外 广泛 采 用 的提 高菌 种 性 能 的育种 方法 ， 已经 应 用 此 方 法 选 育 到 很 多 优 良突 变 株 ， 射线 、 ＭＳ、 硝基 胍 和硫 酸 二 乙 酯 等诱 变 也 都 是 非 常 有 Ｅ 亚 效的诱 变技 术 。 目前 ， 多种 诱 变 技 术相 结 合 的 复 合诱 变 ，
已广 泛用 于纤维 素酶 菌种诱 变选 育。
１ 产 纤 维素 酶的 微生 物种 群及 其特 点 。
１ １ 真 菌类 ． 丝状 真菌 是 目前 研究 最 多的 纤维 素 降解 类 群 ， 类微 生物 能产生 大量 的 纤 维 素酶 ， 究较 多 的有 木 该 研 霉属、 曲霉 属 、 霉 属 、 青 根霉 属和漆 斑霉 属 。其 中尤 以木 霉
摘
要 ： 文综 述 和 对 比 了各 类 产 纤 维 素 酶 微 生物 的特 点 ； 绍 了产 酶 发 酵 条 件 优 化 、 变 育 种及 纤 维素 酶 基 因克 隆 本 介 诱
等方法的研 究进展 ； 望 了选育 高产 菌株的研 究趋 势 展
关键 词 ： 维 素 酶 ； 生物 ； 化 ； 变 ； 因克 隆 纤 微 优 诱 基
作 者 简 介 ： 阿 娜 ， ， 士 研 究 生 。通 讯 作 者 ： 斌 ， 授 陈 女 硕 汤 教
收 稿 日期 ：０ ６—０ ０ ２０ ９— ４
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１４ ４
安 徽农 学 通 报 ， ｎ ｕ Ａ ｒ Ｓ ｉＢ ｌ ２ ０ ，２ １ ：４ Ａ ｈ ｉ ｇｉ ｃ． ｕ１ ０ ６ １ （０） Ｉ４ ． ．
解 菌 （ ｃ ａｈ１ Ｕ ｅ ｕ ｌｔｕ ） Ｃ ｌ ｌ ｎ ｓ ｍ 、ｓｕ － Ａ ｉ ｔ Ｔ ＳＣ Ｕ ｌ ｕｉ ｓ 、 ｅｌ ｏ ａ ｉＰ ｅｄ ｄ ｅＨ ｏ ｃ ｕ ｍｏ ｆ ｉ
因 ， 都在 Ｅ ｃｌ 中得 到 了 表达 ， 测定 了这 些 基 因 的核 ．ｏｉ 并
苷 酸序列 。 碱性 纤维 素酶 由 于在 洗 涤剂 工 业 中有 很 好 的应 用 价
枝杆 菌和 原放线 菌 几乎 不 产 纤 维 素酶 或 产 量 极低 。 酵母 虽 然不产 纤维 素酶 ， 但可 以利 用酵母 表达 系统 表达 纤 维素
酶 基因 ， 其产 物高 度糖 基 化 ， 正 确 加 工修 饰 后 可 直 接分 经 泌 到培养 基 ， 表达 水 平 高 ， 具 有 正 常 的生 物 学活 性 。也 并
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安 徽 农 学 通 报 ， ｎ ｕ Ａ ｒ Ｓ ｉＢ ｌ ２ ０ ，２ １ ） ６ Ａ ｈ ｉ ｇｉ ｃ． ｕ１ ０ ６ １ （０ ：４ ． ．
纤 维 素 酶 高产 菌株 选 育 研 究 进 展
陈 阿 娜 汤 斌
（ 徽 １程 科 技 学 院生 化 工 程 系 ， 徽 芜 湖 安 安 ２ １０ ４ ００）
生产 较缓慢 。
１２ 细 菌类 ．
产纤 维 素 酶 的 细 菌类 ， 目前 研 究 较 多 的 是
纤维 粘菌 属 、 生孢 纤维粘 菌 属 、 维杆 菌 和芽孢 杆 菌属 ， 纤 代
表菌 种有 热纤 梭菌 （ ｌ ｔｄｕ ｅｍ ｃＵ ｍ） 嗜酸纤 维 分 Ｃｏ ｒ ｉｍ ｔ ｒ ｏｅｕ 、 ｓｉ ｈ
片黄 化枯 萎 ， 能 分 泌蜜 露 ， 发煤 烟 病 ， 致 稻 叶发 黑 ， 并 诱 导 最后 枯烂 。现根 据 调 查 观 察 结 果 ， 山 区单 季 稻 稻 粉 虱 将 发生 危 害情 况报 道 如下 。
１ 危害性 状
近两 年在福 建省 霞 浦 县 水 门 乡单 季 稻 稻粉 虱发 生 面 积 达 ５０ ｈ 多 ， ０ ｍ 之 由于稻粉 虱 虫体 小 ， 易被 农 户发 现 ， 不 因而 造成 大面 积 为害 ， 别 田块 出现 塌 圈 、 孕 穗 。据 定 个 死
究 ， 究 的领 域不 断扩 大 ， 研 取得 了许 多成果 。 目前 纤 维素酶 基 因克 隆 研究 主要 集 中在 酸 性 纤 维 素 酶方 面 ， 始于 ７ 起 ０年 代 ， 发展非 常迅 速 。真 菌 主要产 酸性 纤 维 素酶 ， 由于丝状 真菌木霉 属能 产生 大量 的胞 外纤 维 素 酶， 酶系较 完全 ， 且对结 晶纤 维素 有较好 的酶解 活性 ， 并 近 十几 年来对 真菌 木霉属 纤维 素酶基 因做 了大 量 的研究 ， 其 中对 里 氏木 霉 基 因 研 究 比较 透 彻 。 目前 ， 们 已 克 隆 了 人
山 区 单 季 稻 稻 粉 虱 调 查 与 防 治
李 祖 侃
（ 建 省 霞 浦 县 水 门 乡农 技 站 ， 建霞 浦 福 福 ３ ５０ ） ５ １０
摘
要： 通过 对山 区单季稻稻粉虱发 生情 况的调 查 ， 道 了稻粉 虱 的危 害性状及 发 生特点 ， 报 并提 出了具体 的防 治策
略 。
４ 防 治策 略
由于稻粉 虱虫 体 小 ， 民在 防 治上 缺 少经 验 ， 成 防 农 造
效不 明显 。我 站考 察认 为 防 效 差 的 主要 原 因 是 喷药 方 法
高峰 ， ８月 ３ 单 株 平 均幼 虫 量 １ ８—１３头 ， 被 害 率 １１ ３ ０ １ 叶
６ ． ％一 ６ ． ％ ， 多 的一 张 叶 片有 幼 虫 ２ ２头 ， 少 的 １１ ３８ 最 ３ 最
我 站通 过 了解 稻粉 虱 田间发 育进 度 来 预 测 其下 一 代 发 生
期ห้องสมุดไป่ตู้。据 ２ ０ ０ ５年 ８月 份 田间调 查 ， 虫期 的历 期分 别 为 ： 各 成
虫 ２—３ｄ 印期 ５—７ｄ 幼 虫期 １ ， ， ３—１ ， ７ ｄ 蛹期 ５— ， ７ ｄ 全 代历期 ３ 。２０ ４ｄ ０ ５年 ９月份 田间调 查 ， 各虫 期 的历期 分别 为成 虫 ３—５ｄ 卵期 ５—７ｄ 幼 虫 １８—２５ ｄ 蛹期 ８—１ ， ， ， ０ ｄ 。根据 发育进 度预 测推 算 ， 虫在 ８月 中旬 始 发 ， 幼 ８月下