3种白腐菌木质纤维素酶活性及酶相关基因的TRAP标记遗传多态性

【目的】木质纤维素是重要的可再生资源,白腐菌对降解木质纤维素具有特殊的优势。研究3种白腐菌的生物学特性、酶学活性以及菌种间的遗传多样性,系统分析3种白腐菌木质纤维素酶的表达与相关基因多态性的关系,为高产木质纤维素酶菌种选育提供理论基础,为白腐菌木材降解分子机制的研究提供科学依据。【方法】以云芝栓孔菌、火木层孔菌和松杉灵芝3种白腐菌为研究材料,测定在不同培养温度下固体培养基中菌落的生长速度和液体培养基中的生物量变化,利用比色法测量白腐菌5种木质纤维素酶活性,运用目标区域扩增多态性( TRAP)分子标记分析3种白腐菌的木质纤维素降解相关酶基因的多态性。【结果】在不同温度下(23,28℃),3种白腐菌在PDA固体培养基上的生长速度均为云芝栓孔菌＞火木层孔菌＞松杉灵芝,云芝栓孔菌和火木层孔菌在28℃的生长速度高于23℃,而松杉灵芝在23℃培养生长更快;液体培养基中云芝栓孔菌的生物量高于火木层孔菌和松杉灵芝。3种白腐菌木质素相关酶活性受木屑诱导显著提高,木质素酶活性最高的是漆酶,其次是木质素过氧化物酶,最低的是锰过氧化物酶;纤维素酶的表达在3种白腐菌中无显著差异,但外切纤维素酶活性明显高于内切纤维素酶活性,玉米秸秆为碳源诱导产生的纤维素酶活性明显高于木屑碳源样品。云芝栓孔菌更偏好于木质素酶的表达,而火木层孔菌和松杉灵芝则更偏好于纤维素酶的表达。TRAP分子标记扩增结果显示,木质素酶相关基因的6对引物共产生109条条带,多态性条带为79条,多态性百分比为72.47%;纤维素酶相关基因的11对引物共产生198条条带,多态性条带为140条,多态性百分率为70.70%。【结论】通过生长速度、生物量、木质纤维素酶活性的检测以及 TRAP 分子标记结果表明3种白腐菌在种间具有较高的遗传差异。3种白腐菌木质素酶活性的大小与其酶基因多态性之间没有明显的对应关系;3种白腐菌纤维素酶活性大致相同,其基因多态性也比较一致。     

几种真菌产木质素降解酶的比较研究

通过PDA-Bavendamm平板显色反应、PDA-RB亮蓝显色反应、变色圈试验,获得选择性降解稻草木质素的高酶活菌株:糙皮侧耳、彩绒革盖菌和粗毛栓菌。液态产酶活性试验结果表明,粗毛栓菌是供试菌株中Lac、Mnp、Hcel的高产菌株。粗毛栓菌出现2次产Lac酶高峰,分别为第6天和12天,12天产Lac酶达894U/L;产Mnp酶高峰出现在第6天,达185 U/L;在18天时出现产Hcel酶高峰,产酶达62.7U/L。     

自带介质血红密孔菌NFZH-1的鉴定及其木质素降解特性

菌株自带介质可提高其漆酶降解木质素能力,因此自带介质高产漆酶菌株的筛选、鉴定对漆酶的商业应用将起到促进作用。从南京山林地区分离出两株血红密孔菌NFZH-1和NFZH-2,并以杂色云芝为对照,研究了两株血红密孔菌发酵产漆酶和木质素降解特性。首先通过形态学特性鉴定了NFZH-1为自带介质血红密孔菌。其次以愈创木酚为反应底物,平板接种菌株,培养5天,NFZH-1颜色圈较菌丝圈大,且颜色最深;经10天固态发酵,NFZH-1所产漆酶酶活高达23600 U/g,且未检测出木质素过氧化物酶( LiP)和锰过氧化物酶( MnP)。平板显色和固态发酵产酶结果表明自带介质血红密孔菌NFZH-1为漆酶高产菌株。麦草粉经菌株 NFZH-130天降解,木质素降解率、综纤维素降解率分别达56.7%和36.6%,表明血红密孔菌NFZH-1为选择性高木质素降解活性菌株。     

自带介质血红密孔菌NFZH-1的鉴定及其木质素降解特性（英文）

菌株自带介质可提高其漆酶降解木质素能力,因此自带介质高产漆酶菌株的筛选、鉴定对漆酶的商业应用将起到促进作用。从南京山林地区分离出两株血红密孔菌NFZH-1和NFZH-2,并以杂色云芝为对照,研究了两株血红密孔菌发酵产漆酶和木质素降解特性。首先通过形态学特性鉴定了NFZH-1为自带介质血红密孔菌。其次以愈创木酚为反应底物,平板接种菌株,培养5天,NFZH-1颜色圈较菌丝圈大,且颜色最深;经10天固态发酵,NFZH-1所产漆酶酶活高达23 600 U/g,且未检测出木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)。平板显色和固态发酵产酶结果表明自带介质血红密孔菌NFZH-1为漆酶高产菌株。麦草粉经菌株NFZH-1 30天降解,木质素降解率、综纤维素降解率分别达56.7%和36.6%,表明血红密孔菌NFZH-1为选择性高木质素降解活性菌株。     

侧耳菌GH196木质纤维素降解酶系的研究

以一株从腐朽竹子上分离得到的侧耳菌(Pleurotus sp.)GH196为产酶菌,研究了其在静置和振荡两种液体培养方式下的木质纤维素降解酶系的产生.结果表明在含有稻草和麦麸的液体培养基中生长,可以产生木聚糖酶、纤维素酶和依赖锰过氧化物酶-漆酶型(MnPLaccas型)木质素降解酶.振荡条件可以促进菌丝生长,有利于多糖水解酶的产生,其中以木聚糖酶的合成为主;150r/min振荡培养5 d,木聚糖酶酶活达到44.7 U/mL.     

侧耳菌GH196木质纤维素降解酶系的研究

以一株从腐朽竹子上分离得到的侧耳菌（Pleurotus sp．）GH196为产酶菌，研究了其在静置和振荡两种液体培养方式下的木质纤维素降解酶系的产生。结果表明：在含有稻草和麦麸的液体培养基中生长，可以产生木聚糖酶、纤维素酶和依赖锰过氧化物酶-漆酶型（MnPLaccas型）木质素降解酶。振荡条件可以促进菌丝生长，有利于多糖水解酶的产生，其中以木聚糖酶的合成为主；150r／min振荡培养5d，木聚糖酶酶活达到44．7U／mL。     

松褐天牛幼虫肠道黏质沙雷氏菌培养条件与木质素降解功能

【目的】研究松褐天牛幼虫肠道内黏质沙雷氏菌木质素降解功能,为揭示松褐天牛与肠道细菌协作降解木质素的机制提供依据。【方法】以硫酸盐木质素液体培养基培养黏质沙雷氏菌,采用酶标仪微量测定法研究该菌对木质素的降解能力,考察其产木质素降解酶的种类及其变化,以及体外培养条件对该菌产优势降解酶———木质素过氧化物酶活性的影响。【结果】体外培养10天后黏质沙雷氏菌对硫酸盐木质素的累计降解率达94.12%,其中第4天的单日降解率最高,达15.16%。该菌在木质素培养基中可产木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶3种木质素降解酶,其中木质素过氧化物酶活性最高,然后依次是锰过氧化物酶和漆酶,前2种酶的日变化趋势与培养基中木质素的降解率相近。该菌产木质素过氧化物酶的最适培养基条件:p H5、硫酸木质素质量浓度3 g·L~(-1),有机氮源、酵母膏质量浓度5 g·L~(-1),Mg~(2+)、Ca~(2+)、Fe~(2+)、Mn~(2+)、K~+离子质量浓度分别为0.20、0.40、0.15、0.04和0 g·L~(-1)。【结论】黏质沙雷氏菌具有较强的木质素降解能力,可通过产生木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶实现其对木质素的降解功能;培养基中木质素浓度、p H值、氮源种类及其浓度、金属离子及其浓度等对其产木质素过氧化物酶的活性均有显著影响。     

白腐菌糙皮侧尔漆酶性质及其对蒽醌染料脱色性能的研究

白腐菌糙皮侧尔(Pleurotus ostreatus strain 3.42)分泌胞外漆酶，但未发现分泌木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)、每升反应液以0．5mmol 2，2′-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)和0．1mmol的Cu^2 为诱导剂可明显提高漆酶酶活，酶活分别可达1000和800U／mL。与其它真菌漆酶相比，该酶最适反应pH值为3．5，在pH值4．0～6．0之间酶活性稳定；最适反应温度为65℃，在醋酸缓冲液(pH值5．0)中，反应温度低于50℃时，漆酶非常稳定；该酶对对-甲氧基酚的氧化速度要快于邻-甲氧基酚。叠氮化钠对该漆酶有强烈的抑制作用。蒽醌染料活性艳蓝KN-R(RBBR)可被该漆酶(30U／mL)直接脱色，12h脱色率为70％；添加小分子的介体物质ABTS(5μmol／L)，可使染料完全脱色。     

优化彩绒革盖菌产漆酶条件及染料脱色研究

对一株漆酶高产白腐菌———彩绒革盖菌的培养和产酶条件,包括培养基初始pH值、金属离子Cu2 和Mn2 的含量,以及诱导剂的种类、添加量和添加时间等相关因素进行了优化。结果发现该菌种适宜在pH值3.5~5.7环境下生长并合成漆酶,培养基中添加缓冲液可以获得更高的酶活,但不加则有较高的酶产率;铜和锰可以显著提高漆酶活力,当以0.1 mmol/L 2,5-二甲基苯胺为诱导剂时,培养基中宜含0.008~0.08 mmol/L Cu2 ,0.01 mmol/L左右的Mn2 。在5种常用漆酶诱导剂中,2,5-二甲基苯胺的效果最佳,且应在菌种进入对数生长期时加入效果最好,其最适添加浓度为0.4 mmol/L,此时最适产酶Cu2 浓度为0.4 mmol/L。研究显示漆酶在30和40℃下保持6 h后残余酶活分别为原来的95%和80%;60℃条件下,该酶保温1 h后的残余活力仅为原来的14%。该酶的最适反应温度是65℃,最适反应pH值为2.4~3。对20种常用染料进行的脱色研究显示,在pH值5、40℃条件下,该粗漆酶液可以直接作用于13种工业染料。     

红平菇木质素降解酶系统漆酶、锰过氧化物酶及木质素过氧化物酶的检测

木材白腐菌在分解木质素的过程中会产生非特异性的分解木质素结构的酶系统,这些酶系统主要包括细胞外过氧化物酶[锰过氧化物酶(manganese peroxidase,MnP)、木质素过氧化物酶(lignin peroxidase,LiP)]和细胞外酚氧化酶[漆酶(laccase)].因此,在生物修复方面,白腐菌能够有效地降解废水和土壤中难被降解的多氯联苯、多环芳烃、DDT、染料、炸药和其他氯化物、叠氮化合物等.     

Evaluation of cytotoxic activities of some medicinal polypore fungi from China

The petrol ether, ethyl acetate and methanol extracts of eight medicinal polypore fungi from China were evaluated for cytotoxic activities using MTT-dye assay. All the petrol ether and ethyl acetate extracts exhibited cytotoxicity against human cervix epitheloid carcinoma cell lines (Hela) and human hepatoma cell lines (SMMC-7721). Cytotoxicity activity was also observed in the methanol extracts of Phellinus conchatus and Pycnoporus sanquineus, but the methanol extracts from Cryptoporus volvatus, Fomitopsis pinicola, Fomes hornodermus, Lenzites betulina, Trametes gibbosa and Trametes orientalis showed weak activity when compared with quercetin.     

氧浓度对固定化黄孢原毛平革菌合成过氧化物酶的影响

氧浓度对固定化黄孢原毛平革菌 (Phanerochaetechrysosporium)合成过氧化物酶有较大的影响。限碳条件下培养黄孢原毛平革菌 ,生长阶段氧浓度对合成木质素过氧化物酶的影响不明显 ,但在产酶阶段氧浓度的影响却很大。 2 1%氧浓度即空气环境是合成木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶适宜的。增高氧浓度 ,胞外蛋白酶活力就会提高 ,不利于过氧化物酶的胞外累积。研究结果表明 ,空气环境下限碳培养黄孢原毛平革菌 ,合成的木质素过氧化物酶最高活力可达 360U/L ,比通纯氧条件下限碳培养时的木质素过氧化物酶要高 160 %。     

Natural Resistance of Two Plantation Woods Populus × canadensis cv. and Cunninghamia lanceolata to Decay Fungi and Termites

Natural durability of two plantation woods, Chinese fir and I-214 poplar, was investigated thoroughly by three test- ing methods, namely an accelerated laboratory decay test, a fungus cellar test and a field test. After the decay test using Postia pla- centa and Trametes versicolor, Chinese fir and the I-214 poplar showed 34% and 69% of mass loss, respectively, indicating they should be classified as slightly durable and non-durable wood. This conclusion was confirmed by the fungus cellar test and the field test. Like the performance in the decay test, I-214 poplar showed no resistance to termites either in the laboratory or in the field, whereas Chinese fir would be classified as moderately resistant.     

Natural Resistance of Two Plantation Woods Populus × canadensis cv. and Cunninghamia lanceolata to Decay Fungi and Termites

Natural durability of two plantation woods, Chinese fir and I-214 poplar, was investigated thoroughly by three testing methods, namely an accelerated laboratory decay test, a fungus cellar test and a field test. Aft er the decay test using Postia placenta and Trametes versicolor, Chinese fir and the I-214 poplar showed 34% and 69% of mass loss, respectively, indicating they should be classified as slightly durable and non-durable wood. This conclusion was confirmed by the fungus cellar test and the field test. Like the performance in the decay test, I-214 poplar showed no resistance to termites either in the laboratory or in the field,whereas Chinese fir would be classified as moderately resistant.     

竹材木质素降解菌的筛选与鉴定*

竹材木质素的降解一直是制约竹材资源利用的重要影响因素。文章通过对49 份腐烂的竹材样品进行平板划线分离纯化得到74 株真菌，利用PDA- 愈创木酚变色及PDA- 苯胺蓝退色反应，初步筛选出具有木质素降解酶能力的4 株木质素降解菌，通过酶活力测定对初筛得到的4 株木质素降解菌进行复筛，发现FG-22 菌株具有较好木质素降解能力，对FG-22 降解菌株进行形态学和分子生物学鉴定，确定FG-22 为杂色云芝（Trametes versicolor）。     

八种城市旱垂柳林木材腐朽菌分解能力的测定

通过测定8种城市旱垂柳Salix matsudana var.pseudo-matsudana的木材腐朽菌,树舌Elfvingia applanata(Pers.)Karst.、香栓菌Trametes suaveolens(L.)Fr.、单色下皮黑Cerrena unicolor(Bull.:Fr.)Murr、桦革裥Lenzites betulina(L.:)Fr.、黑管菌Bjerkandera adusta(Willd.:Fr.)Karst、毛革盖Coriolus hirsutus(Wulf.:Fr.)Quél.、云芝Coriolus versicolor(L.:Fr.)Quél.、多毛盖菌Funalia gallica (Fr.)Pat.对旱垂柳木材的分解能力,研究其生物降解规律.结果表明:8种旱垂柳木材腐朽菌的降解能力排序为:毛革盖>云芝>香栓>多毛盖菌>单色下皮黑>树舌>桦革裥>黑管菌.其中毛革盖和云芝的分解能力最高,在100 d内即可将柳材样品分解解体,降解率超过50%.     

Production d'hydrolases dégradant des polyosides pariétaux par Rigidoporus lignosus,un des agents du pourridié blanc de l'Hévéa

Cell wall-degrading enzymes produced by Rigidoporus lignosus in vitro and in vivo. Secretion of 3 polysaccharide degrading enzymes (cellulase, xylanase, endopolygalacturonase) by R. lignosus, responsible for white root rot of Hevea, was studied in culture and during pathogenesis.     

潮湿与真菌腐朽对室外用铁杉胶合板力学性能影响的研究

Hem-fir plywood were exposed to two brown rot fungi, Gloeophyllum trabeum and Postia placenta, and one white rot fungus, Trametes versicolor, to investigate the effect of fungal decay on mechanical properties of plywood. Results showed that modulus of rupture （MOR） and modulus of elasticity （MOE） of hem-fir plywood declined significantly by inoculating fungi, and weight loss of sample had a modest decrease. The fungi also made a greater effect on MOR than on MOE. Of three fungi, Postia placenta caused a most significant weight loss, and Gloeophyllum trabeum resulted in a largest flexural properties loss. Substantial declines in MOR and MOE of hem-fir plywood were also observed when the plywood samples were stored under wet conditions over 15 weeks, even in the absence of fungal attack.