三種類型木質纖維素的白腐菌降解異質性研究.pdf

1、白腐菌已經廣泛地應用于木質纖維素的生物處理領域，系統(tǒng)研究不同類型木質纖維素的白腐菌降解異質性現象及產生機理將有助于進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)的三類木質纖維素的白腐菌降解異質性，并從白腐菌降解過程中的產酶規(guī)律和木質纖維素對纖維素酶反應性變化規(guī)律兩方面分析了降解異質性

2、產生的主要原因。
　　 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纖維素的降解模式，發(fā)現2株適合毛竹生物處理的選擇性降解木質素白腐菌：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在三種不同木質纖維素基質上的降解模式，揭示出不同基質上纖維素降解速率變化模式的差異是產生白腐菌降解異質性現象的主要因素。
　　 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纖維素過程中的產酶規(guī)律。結果表明，纖維素酶的產生模式差異不是導致不同基質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聯。同一基質上Trametes vesicolor G20產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上纖維素降解速率差異的主要因素。木質素降解酶、鐵還原能力和木質素降解抗性都影響了白腐菌降解木質素速率。
　　 通過體外纖維素酶轉化實驗研究了白腐菌降

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

6、素酶的反應動力學。結果發(fā)現，Trametes vesicolor G20和Echinodontium taxodii 2538降解120天后，柳木、杉木和毛竹的可反應纖維素比率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，低酶濃度下反應速率常數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。以上結果表明，白腐菌降解過程中不同木質纖維素基質對纖維素酶的反應性

7、變化規(guī)律不同，這種差異是導致降解過程中不同基質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性產生的主要原因。
　　 進一步研究了白腐菌降解過程中影響木質纖維素纖維素酶反應性的因素。結果顯示，三種木質纖維素上木質素含量分別與其可反應纖維素比率P呈線性相關，木質素含量越低P值越高。白腐菌降解木質纖維素過程中木質素含量的變化是木質纖維素對纖維素酶反應性改變的主要因素。初始吸附能力增加與可反應纖維素比率之間沒有明顯的聯系。