三種類型木質(zhì)纖維素的白腐菌降解異質(zhì)性研究.pdf

1、白腐菌已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于木質(zhì)纖維素的生物處理領(lǐng)域，系統(tǒng)研究不同類型木質(zhì)纖維素的白腐菌降解異質(zhì)性現(xiàn)象及產(chǎn)生機(jī)理將有助于進(jìn)一步理解白腐菌降解過程。本文系統(tǒng)評價了分別來自垂柳(Salix babylonica)、杉木(Cunninghamia lanceolata)和毛竹(Phyllostachys pubescence)的三類木質(zhì)纖維素的白腐菌降解異質(zhì)性，并從白腐菌降解過程中的產(chǎn)酶規(guī)律和木質(zhì)纖維素對纖維素酶反應(yīng)性變化規(guī)律兩方面分析了降解異質(zhì)性

2、產(chǎn)生的主要原因。
　　 首先采取主成份分析法系統(tǒng)的評價了49株白腐菌對毛竹木質(zhì)纖維素的降解模式，發(fā)現(xiàn)2株適合毛竹生物處理的選擇性降解木質(zhì)素白腐菌：Echinodontium taxodii 2538和Hygrophorus sp.254。比較了其中10株白腐菌在柳木、杉木和毛竹三種不同類型木質(zhì)纖維素上的降解模式差異，并系統(tǒng)的研究了兩株典型白腐菌Trametes vesicolor G20和Echinodontium taxodi

3、i 2538在三種不同木質(zhì)纖維素基質(zhì)上的降解模式，揭示出不同基質(zhì)上纖維素降解速率變化模式的差異是產(chǎn)生白腐菌降解異質(zhì)性現(xiàn)象的主要因素。
　　 其次，系統(tǒng)研究了Trametes vesicolor G20和Echinodontium taxodii 2538降解柳木、杉木和毛竹三種不同類型木質(zhì)纖維素過程中的產(chǎn)酶規(guī)律。結(jié)果表明，纖維素酶的產(chǎn)生模式差異不是導(dǎo)致不同基質(zhì)上纖維素降解速率變化模式差異的主要原因。白腐菌降解過程中降解前期的總纖

4、維素酶活力通常高于降解后期；同一株白腐菌在降解不同木質(zhì)纖維素過程中纖維素酶活力水平和纖維素降解速率之間沒有關(guān)聯(lián)。同一基質(zhì)上Trametes vesicolor G20產(chǎn)纖維素酶水平明顯高于Echinodontium taxodii 2538，纖維素酶活力水平的差異是決定它們在相同基質(zhì)上纖維素降解速率差異的主要因素。木質(zhì)素降解酶、鐵還原能力和木質(zhì)素降解抗性都影響了白腐菌降解木質(zhì)素速率。
　　 通過體外纖維素酶轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)研究了白腐菌降

5、解過程中柳木、杉木和毛竹木質(zhì)纖維素對纖維素酶反應(yīng)性的變化規(guī)律。結(jié)果顯示，降解后三種木質(zhì)纖維素對纖維素酶的反應(yīng)性顯著增加，但變化規(guī)律不同。Trametes vesicolor G20降解后，降解前30天杉木的反應(yīng)性變化很小，而柳木和毛竹提高顯著，從而產(chǎn)生降解異質(zhì)性；Echinodontium taxodii 2538的降解異質(zhì)性同時受到反應(yīng)性變化和低纖維素酶活性水平的影響。分別利用二級反應(yīng)模型和Bailey模型研究降解前后木質(zhì)纖維素對纖維

6、素酶的反應(yīng)動力學(xué)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Trametes vesicolor G20和Echinodontium taxodii 2538降解120天后，柳木、杉木和毛竹的可反應(yīng)纖維素比率P值分別比未降解的分別提高了5.94、5.08、12.62和5.54、7.74和15.39倍。在降解前期杉木P值變化極小，低酶濃度下反應(yīng)速率常數(shù)b值在整個降解過程中都變化很小，而柳木和毛竹增加顯著。以上結(jié)果表明，白腐菌降解過程中不同木質(zhì)纖維素基質(zhì)對纖維素酶的反應(yīng)性

7、變化規(guī)律不同，這種差異是導(dǎo)致降解過程中不同基質(zhì)上纖維素降解速率變化模式差異的主要原因，也是白腐菌降解異質(zhì)性產(chǎn)生的主要原因。
　　 進(jìn)一步研究了白腐菌降解過程中影響木質(zhì)纖維素纖維素酶反應(yīng)性的因素。結(jié)果顯示，三種木質(zhì)纖維素上木質(zhì)素含量分別與其可反應(yīng)纖維素比率P呈線性相關(guān)，木質(zhì)素含量越低P值越高。白腐菌降解木質(zhì)纖維素過程中木質(zhì)素含量的變化是木質(zhì)纖維素對纖維素酶反應(yīng)性改變的主要因素。初始吸附能力增加與可反應(yīng)纖維素比率之間沒有明顯的聯(lián)系。