木质素的生物降解及对其指示参数的影响.pdf

《木质素的生物降解及对其指示参数的影响.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《木质素的生物降解及对其指示参数的影响.pdf（54页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、B i o d e g r a d a t i o no fIi g n ina n dt h ee f f e c to nj t s in d i c a t i v ep ar a m e t e r s A b s t r a c t L i g n i ni st h em a i nc o m p o n e n to f v a s c u l a rp l a n l s ，w h i c hc h e m i c a l l yc o n n e c t e dt o c e l l u l o s ea n dh e m i c e l l u l o s ei nt h

2、ef i b e rw a l l s ，p r o v i d i n gs t r e n g t ha n dr i g i d i t yt ot h e p l a n ts t r u c t u r e sa sw e l la sr e s i s t a n c et ot h eb i o d e g r a d a t i o nF o rt h ec h a r a c t e rt h a tl i g - n i nj u s tc o m e sf r o ml a n dp l a n ta n di t sl o wd e g r a d a b i l l

3、t y , i ti se x t e n s i v e l yu s e da sa b i o m a r k e rt ot r a c et h es o u r c eo f t e r r e s t r i a lo r g a n i cm a t t e r ( T O M ) i ns o i l w a t e ra n d s e d i m e n tF r o mt b ei n d i c a t i v ep a r a m e t e r s w ec a ni n f e rt h ea m o u n to f T O M t h et e r - r

4、e s t r l a lv e g e t a t i o ni nd i f f e r e n ta g e s ，b yt h e s ei n f o r m a t i o n ，w ec a nr e c o n s t r u c tt h ep a l e o e n v i r o n m e n ta n dp a l e o c l i m a t e A sap o p u l a rb i o m a r k e r , l i g n i nh a sm a n ya d v a n t a g e sl l o w e v e r , e v i d e n c

5、 e si n d i - c a r et h a tw h e nw eu s el i g n i nt oe s t i m a t et h es o u r c eo f T O M t h i sm e t h o dc a l ln o tp r o v i d eu n d i s p u t a b l er e s u l t s o n eo ft h em a i nr e a s o n si st b a tb i o d e g r a d a t i o nd u r i n gt h e p r o c e s so ft r a n s p o r t a

6、 t i o na n db u r i a ll e a d st ot b ec h a n g e so fl i g n i np a r a m e t e r sI ti s t h e r e f o r ev e r y i m p o r t a n t t os t u d y t h eb i o d e g r a d a t i o no f l i g n i n t oe s t i m a t e t h ee f f e c t T h em a i np u r p o s eo f t h i st h e s i si st os t u d yt i

7、l ee f f e c to f b l o d e g r a d a t i o nO n l i g n i n i n d i c a t i v ep a r a m e t e r sW ef i r s ts c r e e n e ds o m el i g n i n o l y t i cf u n g if r o ms o i ls a m p l e ，a n d u s e dt h e mt od e g r a d ew o o df l o u ri n1 2w e e k sD u r i n gt h i sp r o c e s s ，w es a m

8、 p l e de v e r y 4w e e k s ，d e t e r m i n e d t h ec h a n g e so f l i g n i ns t r u c t u r ea n d t h ea m o u n to f l i g n i np h e n o l s ， t h em a i nc o n c l u s i o n sa r e ； IT h es c r e e n e d3f u n g if r o ms o i ls a m p l e sw e r en a m e dF 3 ，F 5a n dF 6B ym a c r o s c

9、 o p i co b s e r v a t i o no f c o l o n i e s m i c r o s c o p i co b s e r v a t i o no f h y p h a ea n dc o l o r f u lr e a c t i o n so f e n z y m e w ep r o v e dt h et h r e ef u n g ia r ew h i t e r o tf u n g i 2W eu s e dF T I Rt od e t e r m i n et h ec h a n g e so f w o o ds t r u

10、 c t u r ea g e rd e g r a d a t i o n T h er e s u l ts b o w e dt h a to x i d a t i o ni st h ei m p o r l a n tp r o c e s sd u r i n gd e g r a d a t i o nW eo b - s e r v e dt h ed e g r a d a t i o no f c e l l u l o s ea n dh e m i c e l l u l o s ew i t hn od a m a g eo f t b ea r o m a t i

11、 c r i n gs k e l e t o nf r o mt h es p e c t r o g r a mo f t h es a m p l e sd e g r a d e db yF 3 h i l et h es p e c t r o - g r a m so fF 5a n dF 6s h o w e dt h ed a m a g eo f t h ea r o m a t i cr i n gs k e l e t o n i n d i c a t i n gt h e d i f f e r e n td e g r a d a t i o nm e c h a

12、n i s m I I I 3A f t e rC u Oo x i d a t i o no f s o u n dw o o df l o ur 1w cf o c u s e do n8 i g n i nm o n o m e r s ： 3v a n i l l y lp h e n o l s ，3s y r i n g y lp h e n o l sa n d2c i n n a m y lp h e n o l sT h et o t a ly i e l d so f c i n n a m y lp h e n o l sd i dn o te x c e e d0 1

13、o f t h e w o o dd r y w e i g h t ，w h i l e t h ey i e l d so fs y - r i n g y la n dv a n i l l y lp h e n o l sw e r ea b o u t60 a n dI 6 w h i c hc o r r e s p o n d st ot h ef a c t t h a tt h ew o o df l o u rw a sf r o mt h ew o o d yt i s s u eo f a na n g i o s p e r mp l a n t 4D u r i n

14、 g1 2w e e k so f d e g r a d a t i o np r o c e s s ，a l lo f t h el i g n i ni n d i c a t i v ep a r a m e t e r s c h a n g e dT h ed r yw e i g h to fw o o df l o u r ，E 8 ，S Va n dC V r a t i o sc o n t i n u o u s l yd e 。 c r e a s e dw h i l e ( A d A 1 ) va n d ( A d A I ) si n c r e a s e

15、 dD i f f e r e n tf u n g il e dt od i f f e r e n te x t e n t o f c h a n g e s 5 I nt h ep r o c e s s ，A d A Ik e p ti n c r e a s i n gw h i l et h ec o r r e s p o n d i n gS Va n dC Vr a t i o sk e p td e c r e a s i n gp r o g r e s s l y T h e s ec h a n g e sw i l ld e f i n i t e l ya f

16、f e c tl i g n i na sab i o m a r k e ro f t e r r e s t r i a li n p u t F o r t h e i m p o r t a n te f f e c to f b i o d e g r a d a t i o no n t h ec h a n g eo f l i g n i n i n d i c a t i v ep a r a m e t e r sa sw ef o u n d ，m o t - ea t t e n t i o ns h o u l db eg i v e nt oi i g n i nb

17、 i o d e g r a d a t i o nw h e n u s i n gl i g n i na sab i o m a r k e ro f T O MW ea d v i s et h a tt h ev a l u eo f A d A r a t i os h o u l d f i r s tb ec h e c k e db e f o r eu s i n go d l e rp a r a m e t e r st oa S S e S St h ee x t e n to fl i g n i nd e g m d a t i o nT h es o l u t

18、 i o nt ot h i sp r o b l e mi st ou s e p a l a m e t e r sw h i c hw i l ln o tb ea f f e c t e d s e r i o u s l yb yl i g n i nd e g r a d a t i o n ，o rc o m b i n eo t h e rm e t h o d ss u c ha sp o l l e na n a l y s i s ， 6 ”C C N ，b i o g e n i cs i l i c o na n ds oo nt oo b t a i nm o r

19、ei n f o r m a t i o na b o u tt h es a m p l e ， w h i c hw i l li n c r e a s et h ec o n f i d e n c ef o rl i g n f ua n a l y s i s K e y w o r d s ：li g n i n b i o m a r k e rb i o d e g r a d a t i o N ：w h i t e r o tl u n g i 目录 1 文献综述 Il 木质素简介 111 木质素的来源 11 2 木质素的结构及组成 1 2 木质素在陆源有机输入c p 的

20、重要指示作川 1 3 木质素生物降解 I 3 1 降解木质索的微生物 132 木质素降解酶及其检测方法 133 木质素降解机制 1 4 微生物降解对术质素指示作用的影i 响 141 木质素参数的变化 I42 降解过程- l - 参数改变对木质素指示作川的影响 15 本文研究内容 2 土壤中菌种的分离与鉴定 21 实验材料 22 实验方法 22 1 菌利- 选择性培养基的配制 2 22 菌利，分离 2 23 菌剥q 薛态观察 2 24 苗利- 产酶检测 2 3 实验结果与讨论 2 31 菌利- 分离情况 232 菌利- 鉴定 2 33 平扳显色结果 2 34 分离菌种菌落特征及产酶特性总结 24

21、 菌利一的保减 l l 1 3 5 5 7 9 0 O l 2 3 4 5 pi 6 6 6 7 9 3 3 25 小结 3 白腐菌降解木粉的研究 3i 实验材料 32 实验方法 32i 菌利- 液态培养实验 322 降解术粉实验 323 木粉失重测定 3 24 木质素节体含量测定 3 25 木粉结构的红外光谱测定 33 实验结果及分析 3 3l 降解前后木粉红外光谱特征 3 32 三种菌降解过程一| 一本粉失重及术质豢符堆体的含量变化 3 33 降解过程一l - 木质豢参数的变化 34 小结 4 结论及展望 参考文献一 致谢 V I 弘 赫 拍盯盯胛盯 拿号凹船曲M骢 如 们 惦 术物降解对

22、其指f 参数的g 响 1 文献综述 1 1 木质素简介 II I 木质素的来源 木质素是剥，高分子物质，是自然界- l ，含量仪次十纤维素的有机物，是针叶 林树类、阔叶林树类和草类植物等维管植物的基本组成成分之。在不同种类的 植物一I 一，术质素的含量有差异，在木本植物h 术质素含量为2 0 3 5 ：在草 本植物I 一则为1 5 2 5 。木质索和纤维素半纤维索起，共同构成维管植物 的细胞壁，能增强组织的机械强度和抵抗微生物侵蚀的能力。 l12 术质索的结构及组成 术质素由C 、H 、0 三利- 元素组成，其化学结构较为复杂，主要是以苯丙基 为荤体，通过碳碳键和醚键连结成高聚物。由于木质索结

23、构的复杂性和庞大性 迄今为止还没有利，方法能得到天然水质索的完整结构，而且不同种类的植物， 其木质素的结构也不尽相同。圈1 1 是B r u n o w 2 蛤出的软木木质索的结构模型。 圈1 1 软木木质求结构模掣5 2 】 F i gI S t r u c t u r em o d e lo f c o r kl i B n i n m 质囊物* # i 参数的# 自 1 3 前的测试技术还不能直接测定木质索含量，般是通过测定其氧化分解后 产生的单体含量，据此反映术质紊的含量。当前常H j 的测定方法是碱性C u O 法。 本质素发生反麻后产生1 1 种单体( 见图1 2 ) ，包括( 1

24、 ) P 系列，即对羟基酚类 ( p - h y d r o x y l p h e n o l s ，包括对羟基牮甲醛、对羟基苯乙酮和对羟基苯甲酸) ；( 2 ) v 系列，即香草基酚类( v a n i l l y p h e n o l s ，包括香草醛、香草酮和香草酸) ；( 3 ) S 系列，即紫丁香基酚类( s y r i n g y lp h e n o l s ，包括丁香鲢、丁香酮和丁香酸) ；( 4 ) C 系列，即肉桂基酚类( c i n n a m y Jp 1 ) e n o l s ，包括埘香豆酸和魏酸) 。对不同的 植物种类，木质索单体的种类和含垃会育所不同：s 系

25、列主要存扯十被子枢物t l i ， 只有痕量的s 系列组分被发现存在r 裸子植物木本组织- hV 系列存在。J 一所有的 维管植物i I i ，而且几乎是裸子植物木本组织n 删E 纽分，C 系列则仪存在十草本 组织。l i l 3 。 o V H 0 ” “ ； 。厨。 o “ 户 O V 0 c hO k 。( H 3o V o c H J l 。厨。 尸 o o “ 飞“O V o H 鼠、 l 。 。厨。 圈i - 2 经【化后产生的术质索单体( 碱性C u O 法 F i gl - 2 l i g n i np h e n o l sa f t e r C u Oo x i d a t

26、 i o n 2 术质素的生物* 解厦对其指i 参数的影响 P 系列1 7 一H y d r o x y b e n z a l d e h y d e ：对羟扯单乙醛- p - H y d r o x y a c e t o p h e n o n e ：埘羟丝米乙 酮p - H y d r o x y b e n z o i ca c i d ：刘羟基苯甲酸V 系列：V a n i l l i n ：香草醛A e e t o v a n i B o 腑：香草 酮，V a n i l l i ca c i d ：香草酸：S 系列S y r i n g a I d e h y d e 丁香醚，

27、A c e t o s y r i n g o n e ：丁香酮，S y r i n g i c a c i d ：丁香酸；c 系列：p - C o u m a r i ca c i d ：对香豆酸F e r u l i ca c i d ：F 魏醯 1 ，2 木质素在陆源有机输入中的重要指示作用 由于术质素的特殊结构，使之具有较高的化学稳定性和抗微生物降解的能 力。死亡的植物、脱落到土壤- l - 的树叶或果实腐烂后，水质素残留住土壤- l 一，经 过雨水或流水冲刷，成为江河湖海中沉积物的有机组分。沉积物t I 啪术质素是海 洋环境I I 一陆源有机物的种良好的生物标志物，在研究陆源有机物对

28、海洋的输 入，其柏：海洋环境- 啪循环和宿以及陆源有机物在海洋生物地球化学，l 啪应川 等方面具有很高的价值1 4 ”。 在早期研究海洋环境- 1 - 陆源有机物的含量与分布时，通常是利川总有机碳 B 1 3 C 和有机质C N 比值来进行分析，l 刊为海源有帆物6 1S C 为一2 2 0 2 0 而陆 地c 3 植物和c 4 植物8 1 S C 值则分别为一2 7 0 乖1 1 4 左右【6 I ，陆源有机物的C N 般在2 0 以上，而海源有机物如浮游生物的C N 为4 1 0 ，冈此，上述两参数 均是有机质来源的良好标志”。然而上述参数的指示意义较粗糙，且有些过 程司以使这些参数偏离正

29、常值”】，如在沉积物早期成岩的过程巾C N 会发生改 变，并且受粒度的影l 响，沉积物对N H 。+ 不同程度的吸附会降低C N ：对6 ”C 来 说，也存曲二这样的问题，住海源有机物存在下，利_ 【i J5 ”c 很难区分出陆地c 3 和 C 4 植物。 鉴于6 0 c 和C N 的局限比，为了能够通过有机质相关参数获得更为精确的 生物输入信息，需要将工作深入到咀生物标志物为研究口标的分子有机地球化学 领域I ”。而术质素作为利良好的生物标志物弥补了它们的不足，为沉积物 和其他环境1 ，陆源有机物的指示提供了有效信息。很多研究都借助于本质素参数 的怠好指示作川，对陆源有机输入进行了分析o I

30、 。表1 1 列出了木质素作为陆源 有机输入指示物的主要指示参数。 3 m 女生物降解A 对其指* 参# 响 表I - I 木质素常用指示参数【1 1 I T a b l eI - IT h eu s e f u li n d i c a t i v ep a r a m e t e f so f l l g n i n 参数定义 指征意义 堕竺! ! ! ! 墅z 竺! 型型兰! 巫坚! ! 竺 8 S , V , C 系列单体相对J ：样，目- 一I 重的古晕 反映枰品中术质索肯毋 A 8 s ，V c 系列单体相对于样品总有机碳的俞晕反映样- 讯总有目l 碳中木质素含量 $ VS 系列单

31、体与v 系列单体总景比值K 分裸子植物( S V 约为0 ) 和被 子植物( S V 为06 0 ) C VC 系列单体与V 系列单体总最比值 ( A c A I ) s S 系列中酸单体2 i 醛单体含书比值 f A c l A I ) 。 V 系列中酸单体醛单体古艟比值 医分术木自【织( C V 02 1 评f 咻质索降解氰化程度，新鲜 植物组织的值约为0 1 03 高度 降斛的术质索值太j 0 6 利州木质素上述参数可以对陆源植被进行相关分析。叶二灏【l ”等研究了长江 流域植物和E 壤的木质索特征，发现长江流域的植物有较宽的C V 值和S V 值 范嗣，不仪可以区分出被子植物和裸予植物

32、，还可以进步分辨出甲子叶植物和 双子叶植物，以及湿生植物和非湿生植物，为研究长江陆源有机物的分布和迁移 规律，以及东海陆架区陆源有机物的埋藏和循环等提供更丰富的背景信息。杨丽 阳m I 等【旦利川术质素相关参数包括A d A 值、S V 值、C V 值等分析了长江口 邻近陆架区植被组成，发现B h 源有机物经过了高度降解，主要来源1 ：草本和木本 组织混合的被子植物。 木质素在古环境演变研究- l i 也有重要廊川，古植被的变化能很好地指示古环 境的变化，而古环境能够为目前和将来地球系统的气候变化提供关键的信息，冈 此，通过沉积物柱样的木质素记录得到其| 直被来源信息，然后结合定年技术和植 被

33、与环境气候的关系来反演古环境有重要意义。O r e m 4 1 等练台应川荇利吩析方法 分析了贝加尔湖沉积环境i I - 的相关参数，沉积物的有机碳，总氮含量和C N 值 等参数指示有机碳的积累速率在全新呲明盈高十更新【! 晚期，表! | _ | 全新世整体的 气候变暖和衽流量的增加；木质素的分析结果S V 值、C V 值等参数则更为确切 和详细地表明，在更新吐晚婀的冰期向问冰期过度阶段陆源森林植被发牛了凹 敬变化，说明问冰期的气候并不像生物硅数据所表明的持续( 1 0 I5 ) k a 的温暖， 4 术质索的生物降解对其指示参数的影响 而是被降温期问隔成几个持续( 2 6 ) k a 的变暖

34、期。T a r e q 3 等结台6 。3 c 、6 1 柏 和木质索参数，对洱海的沉积环境进行了分析木质素参数的分析结果表明在全 新世早期，陆源植被有明显的改变，从裸子植物占优势地位到被子植物为优势物 种，这变化可能与气温和降水的变化有关4 I 。 1 3 术质素生物降解 木质素作为陆源有机输入的皇好生物标志物，有很多优点，如( ”本质素 是陆源植物的特有纽分；( 2 ) 术质索在植物体内含量很高，能够定量地代表陆源 有机物：( 3 ) 木质索茚体组成和含量的差异可以区分不同陆源植物柬源；( 4 ) 本 质索在迁移埋藏的过程h 较难受到微生物降衅。正是闪为这些特性，木质桑被 广泛应片J 在陆

35、源有机输入的指示一”，但很多研究着通过异利，研究方法发现庄某 些环境- I - ，木质素的稳定性和低踌解性被过分夸大”1 迁移和埋藏的过程- h 很多因素会影响木质素的指示作H 】，包括光降解生物胼解等，不仪会减少木质 素的总量，而且可以改变木质素的结构。在这些降解途径I l I ，光脚解般发生在 盐度较高的水体t h 而且以可溶木质素的脐解为主m 1 ；和光降解不同，生物降 解在土壤水体和沉积物一I - 都可能发生，使水质素指示参数发生改变，影响其指 示作卅，是术质素的主要降解途径。鉴于降解的重要影响，在使川木质索作为生 物标志物时应考虑到胖解的影响，谨慎使川木质素参数。 l3 I 降解木质

36、素的微生物 自然界r I 有很多不同利- 类的生物能降解木质素包括植物、动物、真菌和 某些细菌等。不同生物对木质素的降解程度不同，降衅发生的环境也不同，在这 些生物巾，白腐真菌冈为较强的降解能力而引起了广泛关注，而其他生物如细菌 等，则由于降解环境的特殊性，也庸该进步研究I 。 I3 l1 木质素降解细菌 2 0 世纪5 0 6 0 年代已经证实木材腐朽与细菌有关，8 0 9 0 年代的研究工作表 明某些细菌可以代谢术质素片段m 1 。口前的研究证明，细菌- I 一的放线菌和真细 菌能降解术质素，但其阱解能力较为有限，能在定程度J ：使木质素结构发生改 变，但很少能矿化木质素”I 。 放线菌能

37、够降解纤维素和木质索，和真苗相比，其能适应更宽的温度丰p H 值范闹。放线菌对术质素的降解主要发生往初级代谢阶段，而且不需要有氮或碳 5 术质# # 镕镕& H 萁指i 影响 限制H a j d e 产。增人发现，放线菌中的链霉菌属( S t r e p t o m y c e s ) 和诺卡氏苗属 ( N o c a r d i a ) 的些细菌能降解土壤- I - 的木质素。对不同利- 类的术质索，放线菌 降解的速度也有差距，有研究表明，相对于本本组织术质素，草本组织木质素更 容易被放线菌降解。 能降解术质素的其细菌也有多利r ，主要有厌氧梭菌( C o s l r J d i u ms

38、p ) ，黄杆 菌属( F l a v o b a c t e r i u m ) ，假单胞苗属( P s e u d o m o n a s ) ，微球菌属( M i c r o c o c c u s ) 等，其一l 一，假单胞菌属是细菌c I 一晟有效的降解者8 】。不同利- 类真细菌生长的环 境和降解木质素的方式| ：! 王有不同，其一l - 有很多种类细菌还没有被分离纯化，其降 解机制也有待进。步研究。 总之，部分细菌是能够降解木质索的微生物，但和真苗相比，细菌降解木质 素的速度很慢，且不能将木质索完全矿化但在某些特殊环境如高州值、低氧 和浸水环境t h 由于具有高度的环境适麻性和生

39、化性质曲多样性，细茁土导着这 些环境r f l 木质紊的降解，披认为在木质素降衅方面有根大的潜力。 I3 I2 术质索降解真菌 术质素是利- 较难被降解的底物除细菌能对其产生定程度的降解外，部 分真菌。主要是术腐菌，是自然界- l - 降解木质素最有效的微生物。 木腐菌是腐生在木质上，引起其组分分解而导致术材腐烂的真菌， 般分 为三类：( ”软腐真菌，在潮湿的条件下坩术质进行腐烂破坏， 般主要降斛纤 维素，对术质素的代谢缓慢且不彻底，冈只造成木质表面变软n j 得名；( 2 j 褐腐 真菌，能广泛降解多辅如纤维索和半纤维索，埘术质索的降J 8 5 1 比较有限，结果纤 维素被降解而留下了大部分

40、米被降解的术质索，形成同状结构的褐色残留物一祸 腐；( 3 ) 白腐真菌，自然界一l 一木质素的主要降解者。白腐菌是类具有相同功能， 即能够引起木质白色腐烂的丝状真菌的集合，是已知的曲二纯培养，l 一能将木质索彻 底降解为C 0 2 和H 2 0 的唯类生物。白腐营有成干种，大部分是担子菌和 予囊菌，进有部分的半知菌”I 。大部分自腐菌属于担子菌门，能侵蚀软术 和硬木m I ，但子囊菌只能侵蚀硬术。白腐菌是自然界，l 一降解木质素最快的微生 物，自然界- 1 很多术质素都是被自腐菌降解的，但是白腐菌的降解底物不仪局限 十术质素，还包括纤维素和半纤维素“I ，白腐苗能选择比或非选择性地骅衅 术质

41、素，在选择性降解I h 术质索优先被降解，纤维素和半纤维秉降解程度较弱： 6 木质隶的物降解埘萁指示参数的响 在非选择性降解- 1 1 ，植物细胞壁的主要成分都会被降解，白腐菌在腐烂木质的过 程 一几乎是同时破坏多戢和术质素的，a 在定条件下将木质的主要成分降解为 C 0 2 和H ：0 。白腐菌对术质索的降解发生在次生代谢阶段需要由氮或碳素的限 制所启动口”。降解木质素的白腐菌有很多利- ，主要分布在革盖菌属( C o r i l l u s ) ， 卧孔菌属( P o r i a ) ，多孔菌属( p o l y p o r u s ) ，原毛平革菌属( P h a n e r o c h

42、 a e t e ) ，层 孔茼属( F o m e s ) 及侧耳属( P l e u r o t u s ) 等。其l | | 原毛平革菌属l I 的黄孢原毛平 革菌( P h a n e r o c h e t ec 奶仰印D 舢) 是白腐菌研究的模式苗利- 口“。 表I - 2 木质素降解微生物情况口3 2 5 , 2 6 , 2 8 1 ! 型型兰上型生韭堑型苎! ! 塑竺壁坐竺_ _ 一 礅生物分类术质索降解情抛降解环境主要类型 O r g a n i s mC a t e g o r yL i # n i nd e g r a d a t i o n E n v i r o n

43、m e n tT h e m a i ns t r a i 叶 s i t u a t i o n 1 3 , 2 木质素降解酶及其检测方法 从化学的角度看，切活的生物体所参与的生物化学反应都是在酶的参加、 催化和调控下进行的。越来越多的研究证实，白腐真菌对木质紊的降解依赖一些 酶的产生和分泌，这些酶共同构成了称之为木质素降解系统的主体木质素降解 酶系统，在这系统t h 最主要冉勺有3 剥一酶：漆酶( L a c c a s e ，L a c ) 、木质素过 氧化物酶( L i g n i n - P e r o x i d a s e ，L i P ) 和锰过氧化物酶( M a n g a

44、n e s e d e p e n d e n t P e r o x i d a s e M n P ) 。三者均在术质豢降解过程一l 一有重要作J 1 j 。在这些酶的催化 作川下木质黍发生了系列变化，导致其结构及单体含量的改变。 132 1L a c 7 $ 目i 的物* * W 其数# 自 L a c 是利，重要的术质紊降解酶，属于含铜的多酚氧化酶。L a c 最初是在日 本漆树( J a p a n a s el a c q u e rt r e s s ，R h r sv e r n i c i f e r a ) 的渗出物。1 1 发现，后来证明它 广泛存在十真菌- 1 ，2 0

45、 世纪末，由十其在术质素降解中的积极作川受到关注。 L a c 对木质素的降解主要是通过脱氢氧化，利用氧作为电子受体，从酚粪化 台物的羟基一I ，除去H 原子，形成的自由基经过重排，导致烷基芳基断裂、苄醇 氧化、侧链和芳香环断裂等系列反廊，实现埘木质素的降衅m 】。 大部分白腐真菌都能产L a c ，主要菌种包括黄孢原毛平革菌( P h a n e v c h e l e c h r y s o s p o r i u m ) ，云芝( T r a m P l e $ v e r s i c o l o r ) ，香菇( e n l i n u s e d o d e s ) ，糙皮侧耳 菌(

46、 P l ez v t u sO S l r e a l u s ) ，术蹄层孔菌( F o m e s 加m e n t a l i u s ) ，射脉菌( P h o l i o t a m u t a b U i s , P o r i as u b a c i d a ) 等，其l 。枪菌属( T r a m e t e s ) 是最有效的L a e 生产者。 l322L i P L I P 是白腐真菌巾屉早被发现的催化木质素发生降解的酶，也是研究的相对 较多和深入的酶，它是利一含血红秉的帮蛋白，广泛存在F 白腐真菌一h L i P 能催化荐种非酚粪的术质素模式化台物，其主要过程是：酶

47、的氧化- I 闻 体，使敏感的芳核发生单电予氧化，蟛成种底物芳基阳离予自由基( A r + ) ， 这利咱由基再经历并利一非酶促反麻，产生并利嘬终产物。L i P 所催化的主要反麻 有：苄醇的氧化，c C 键断裂( 包括删链断裂和丌环) ，羟基化，脱甲基和甲氧 基等。 l323 M n P M n P 也是较为昔遍的术质素氧化物酶，几乎所有的木生白腐真菌和土壤| t 的枯叶分解真菌都能产生M n P ，蛙早是在2 0 世纪8 0 年代由美国学者从黄孢原 毛平革菌( P h 口n e r o c h a e t ec h r y s o s p o r i u m ) 1 1 分离出来的【2 9

48、 1 。M n P 也是一利。含血 红素的精蛋白是木质索降觯的关键酶之。 M n P 能够氧化包括酚类和非酚类化台物在内的术质素模式化合物。该酶对 于酚类化台物降解机理：酶所广生的M n ( I I I ) 对底物实现初始的1 电子氧化， M n ( I I I ) 导致了苯氧基自由基i l i 问物的，B 成。这利一自由纂进步被M n ( 1 1 1 ) 氧化， 产生1 种以C 为- ，心的阡1 离子，经过进步的反麻，实现对酚类模式化合物的 降解：M n P 埘十非酚类术质索结构的降解活性主要是拄纤维二糖脱氢酶的辅助 下，茸先是纤维二精氧化酶作朋于玢类苯甲醇结构，甲醇从芳香环上脱落形成 8 术质亲物降解& 目其指t 镕数的# 响 一个酚羟基，进而促进M n P 对随后的残基进行降解。 13 24 木质素氧化酶的检测方法 L a c 能氧化颜色较浅酚类化台物产生不稳定的底物自由基，这些不稳定的底 物分子可