3种白腐菌木质素降解酶的比较

对3种白腐菌——黄孢原毛平革菌、变色栓菌和木质层孔菌在恒温振荡培养条件下产漆酶、锰过氧化物酶的情况进行比较研究,同时还对此3种菌在培养过程中还原糖的变化作了研究.结果表明:3种白腐菌中变色栓菌产漆酶相对最高,其漆酶酶活最高达到136.5 U/L,产酶最高时间为第8天;而木质层孔菌产锰过氧化物酶相对最高,其最高酶活达到880.2 U/L,产酶最高时间为第8天;同时在培养过程中还原糖含量随培养时间的延长而逐渐降低.     

产漆酶半知真菌Myrothecium verrucaria NF-08菌株的分离及产酶研究

[目的]采集凉水国家级自然保护区原始森林土壤样品,分离产漆酶真菌并优化产酶条件,旨在开发产漆酶半知真菌种质资源,提高漆酶产量,为微生物漆酶扩大生产提供菌种资源和条件参数.[方法]以木质素磺酸钠为唯一碳源的无机盐培养基为富集培养基,在愈创木酚-PDA选择性平板上分离产漆酶真菌.利用ABTS[2,2 ′-连氮一双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)]和SGZ [4-羟基-3,5-二甲氧基一苯甲醛连氮,即丁香醛联氮]显色反应初筛和摇瓶发酵复筛.确定供试菌株后,利用形态观察结合rDNA-ITS序列分析技术,将菌株鉴定至种.以ABTS法测定供试菌发酵液漆酶活性,以Lowry法测定发酵液总蛋白含量.在考察供试菌株生长、产酶及胞外蛋白总量动态变化基础上,通过单因素试验,研究碳源种类及浓度、氮源种类及浓度、培养基起始pH、装液量、接种量及底物诱导对菌株产漆酶的影响,获得菌株产酶最适培养基组分和培养条件参数.[结果]获得1株发酵周期短、初始酶活高的产酶菌株NF-08.结合形态学特征与rDNA-ITS序列分析结果,鉴定菌株NF-08属于为半知菌亚门疣孢漆斑菌.该菌株在液体发酵培养基中产漆酶活性与菌丝生长和胞外蛋白总量基本同步,发酵第6天达到酶活峰值9.28 U·mL-1.疣孢漆斑菌NF-08产酶最佳碳、氮源分别为4.0％葡萄糖和3.5％蛋白胨,培养基初始pH7.0.最适装液量60 mL·(250 mL)-1,最适接种量4％,最适培养温度和摇床转速分别为30℃和140 r·min-1.没食子酸、阿魏酸和单宁酸显著诱导疣孢漆斑菌NF-08漆酶活性的产生,以没食子酸效果最好.经过培养基组分和培养条件优化以及底物诱导,疣孢漆斑菌NF-08产酶水平达到16.82 U·mL-1,比优化前提高了81.25％.[结论]建立环境样品中产漆酶真菌的分离、纯化及筛选方法,获得了一株发酵周期短、产漆酶活力高的半知真菌疣孢漆斑菌NF-08.该菌株经单因素试验产酶条件优化效果明显,酶活水平提高显著,可为微生物发酵产漆酶提供新的菌株资源,在微生物发酵漆酶工业生产中具有应用潜力.后续对疣孢漆斑菌NF-08漆酶产生、性质及基因表达调控的深入研究,将有助于了解漆酶在半知真菌生活史中的作用及生态学功能,同时拓展半知真菌漆酶的应用领域.     

灰树花的系统发育分析和主要木质素降解酶的测定

对灰树花菌株迁西二号进行了ITS序列扩增与测序(GenBank登录号为GU584099),并对灰树花及相关白腐菌进行了基于ITS序列的系统发育分析,结果表明灰树花与Grifola sordulenta (Mont.) Singer等白腐菌的亲缘关系较近。采用LNAS(低氮天冬酰胺-琥珀酸)培养基添加4种不同底物,对菌株迁西二号在25 ℃恒温下静置培养,得到了不同时间内的培养液,用紫外可见分光光度计分别检测了在470 、420 、310 nm处对于2,6-二甲氧基苯酚 (2,6-DMP)、2,2’-连氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)、3,4-二甲氧基苯甲醇/藜芦醇(VA)的氧化作用后光密度值的变化情况,作为锰过氧化物酶(MnP)、漆酶(Laccase)和木质素过氧化物酶(LiP)产生和活性大小的依据,从而获得了灰树花木质素降解酶系统的主要酶系及其与培养基的成分和酶作用底物的基本关系。结果表明,灰树花可产生MnP和漆酶,但不产生LiP;对比4种成分不同的培养液酶活力测定结果,未添加底物的培养液MnP最大酶活仅为2.96 U·L^-1,漆酶最大酶活仅为4.49 U·L^-1。添加底物木屑和2,6-DMP后MnP最大酶活为8.06 U·L^-1,漆酶最大酶活为9.85 U·L^-1,表明在培养液内添加酶的底物木屑后能轻微地提高两种酶的分泌量。     

葡萄皮渣固态发酵生产有机肥料的菌种筛选

本试验以葡萄皮渣为原料,通过研究单一菌种和复合菌种对皮渣发酵生产有机肥的影响,来筛选适宜葡萄皮渣固态发酵的菌种。结果表明:单一菌种中白腐真菌的处理发酵效果较好,其腐殖酸含量、全氮含量最高;复合菌种中白腐真菌、白地霉、黑曲霉的复合处理腐殖酸含量、全氮、全磷含量均最高,且全氮、全磷含量高于单一菌种处理。综合考虑可用白腐真菌、白地霉、黑曲霉的组合来作为发酵葡萄皮渣生产有机肥的菌剂。     

杏鲍菇和乳白耙齿菌锰过氧化物酶活性规律的研究

采用LNAS培养基在4种不同培养液中,对白腐菌杏鲍菇和乳白耙齿菌在28℃下进行静止培养,得到了不同时间内的培养液,用紫外-可见分光光度计检测了在470 nm处对于2,6-DMP的氧化作用后光密度值的变化情况,作为锰过氧化物酶（MnP）产生和活性大小的依据,从而获得了杏鲍菇和乳白耙齿菌锰过氧化物酶与培养基的成分和酶作用底物的关系。结果表明,杏鲍菇和乳白耙齿菌均可产生MnP,对比4种成分不同的培养基酶活力测定结果,在培养液内添加酶的底物木屑和2,6-DMP后可提高MnP的分泌量。以前的研究认为：Mn2＋是MnP产生的必要因子。而本试验研究结果表明,Mn2＋并不是杏鲍菇和乳白耙齿菌产生MnP所必需的。论文为进一步利用这两种真菌产木质素降解酶,以及为进一步深入研究这两种真菌MnP对木质素及其它异生物质降解的作用机理提供基础的酶学研究。     

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。     

复合白腐真菌菌剂修复原油污染土壤

模拟大庆原油污染土壤,研究不同接种量和土壤湿度条件下,复合菌剂(采用产酶量高的东北土著白腐真菌:青顶拟多孔菌Polyporellus picipes+糙皮侧耳菌Pleurotus ostreatus+偏肿拟栓菌Pseudotrametes gibbosa)对原油的降解效果及土壤的pH变化规律。结果表明,复合菌剂的接种量越高,对石油的降解率也越高。复合菌剂在投加前40 d对石油的降解效果明显,尤其前20 d降解效果极其显著。保持一定的土壤湿度,有利于复合菌剂对石油的降解.在第20 d,在定期添加蒸馏水的条件下降解率达到33.43%,原油的残余量减少了16.571g/kg,比同期不添加蒸馏水的多去除8.762g/kg。     

白腐菌预处理对丙酸蒸解玉米芯制备纤维素的影响

探讨了白腐菌预处理对丙酸蒸解法制取纤维素的影响.在白腐菌对玉米芯进行预处理过程中,赖锰过氧化物酶(MnP)、木质素过氧化物酶(LiP)、漆酶、木聚糖酶和纤维素酶的酶活分别在第5、 6、 7、 10和 15 d 达到最高值,分别为1.326、 10.25、 0.062 7、 0.33和 403 U/g.利用响应面分析法确定丙酸蒸解玉米芯最佳工艺条件为:料液比1∶ 10(g∶ mL),蒸解时间 70 min,丙酸质量浓度 900 g/L,产物中纤维素的质量分数为 91.09%.玉米芯经白腐菌预处理 10 d 后再用丙酸进行蒸解处理,产物中纤维素的质量分数和保留率分别为 97.12% 和 94.70%,而半纤维素和木质素的质量分数仅为 0.96% 和 0.92%.     

绿粘帚霉F051产几丁质酶条件优化及其对三种病原菌的作用

系统研究了碳源、氮源、温度、起始pH值、培养基装量和接种量等因素对绿粘帚霉(Gliocladium virens)F051产几丁质酶的影响。结果表明,碳、氮源分别为麦芽糖和酵母粉最好,并通过正交试验法优化了发酵条件。优化后的产酶条件为:温度为28℃,pH值7,瓶装量为100 ml,每100 ml接种1 ml孢悬液,且碳源和氮源的量分别为1.5%和0.2%。从时间对菌丝生长和几丁质酶活的影响来看,培养第4天酶活便达到最高。在此基础上探索了几丁质对病原菌细胞壁的作用,结果显示,该几丁质酶粗酶液对3种病原真菌细胞壁有一定的降解效果,使病原真菌出现细胞壁变薄、断裂,质壁分离,原生质空泡等现象。     

漆酶催化碘化竹材的防腐性能

【目的】利用漆酶催化氧化碘化物产生碘自由基的特性,将具有杀菌或抑菌作用的活性成分固着于竹材上,提高竹材的防腐性能和抑菌成分的固着性,为木竹材保护和改性提供一种环保、高效的新方法。【方法】以2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为促进剂,采用不同酶活的漆酶催化碘化竹材,通过14天流失试验和室内耐腐性试验测试流失前后竹材的防腐性能,运用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对防腐竹材的形貌和成分进行表征。【结果】单独碘化钾处理竹材具有一定的防腐效果,但质量损失率均在10%以上。采用不同酶活的漆酶催化碘化竹材可进一步提高竹材防腐性能,酶活0.60 U·mL~(-1)的漆酶催化碘化竹材防腐效果最佳。经白腐菌腐朽3个月后,漆酶催化碘化竹材质量损失率为7.92%,流失试验后防腐竹材质量损失率增至9.85%,仍属于Ⅰ级耐腐。与白腐菌相比,褐腐菌对竹材的降解更严重,未处理竹材质量损失率高达24.95%,酶活0.60 U·mL~(-1)的漆酶催化碘化竹材质量损失率为9.44%,流失试验后防腐竹材质量损失率变化幅度小,增加0.91%,而单独碘化钾处理竹材质量损失率从流失前的14.30%增至15.34%,漆酶催化碘化竹材具有较好的防腐性能和抗流失性能。从SEM可见,未处理竹材腐朽试验后细胞壁出现明显穿孔现象,特别是褐腐菌,部分穿孔连成一片,细胞完整性已严重破坏,而酶活0.60 U·mL~(-1)的漆酶催化碘化竹材菌丝较少,细胞壁结构较完整。XPS分析表明,处理竹材经14天流失试验和3个月耐腐性测试,白腐菌和褐腐菌对其氧化降解程度均不高,漆酶催化碘化竹材不仅能抑制竹材细胞壁遭受白腐菌和褐腐菌降解,而且具有较好的抗流失性。【结论】漆酶催化碘化竹材可提高碘在竹材中的固着性,对白腐菌和褐腐菌具有较好的抵抗力,漆酶催化碘化竹材的耐腐性能高于单独碘化钾处理,是一种抗流失性强、高效且环保的新型竹材防腐技术。     

华盖木多酚氧化酶酶学特性研究

以华盖木嫁接苗当年生茎段为试材提取PPO酶液,研究温度、pH值、底物邻苯二酚浓度及抑制物对PPO活性的影响。结果表明:华盖木多酚氧化酶的最适温度为35℃,最适pH值为7.0,温度和pH值过高或过低都会降低酶活性;邻苯二酚浓度为0.14 mo.lL-1时,PPO活性最大,低于0.14 mo.lL-1时,随底物浓度的增加,酶活性增加,超过0.14 mol.L-1时,加大底物浓度酶活性降低;Na2SO4、柠檬酸、抗坏血酸(Vc)对华盖木PPO的活性均有一定的抑制效果,其中Vc的抑制效果最显著。     

干旱胁迫对麻疯树幼苗抗氧化代谢的影响

采用盆栽控水的方法,研究了不同程度干旱胁迫下麻疯树幼苗叶片相对含水量（LRWC）、质膜透性、相对电导率（REC）、丙二醛（MDA）含量及抗氧化酶活性的变化。结果表明,麻疯树幼苗叶片相对含水量随胁迫时间的增加呈极显著（P〈0．01）下降趋势;相对电导率、丙二醛含量随胁迫时间的增加而呈极显著（P〈0．01）增加趋势,胁迫初期和中期二者增加幅度相对较小,胁迫后期急剧增加;超氧化物歧化酶（SOD）活性随胁迫时间的增加而持续升高,过氧化物酶（POD）活性和过氧化氢酶（CAT）活性随胁迫时间的增加呈先升高后下降的趋势,在W7（干旱35d）时POD和CAT活性达到最大值。     

美国红枫变色期苯丙氨酸解氨酶与查儿酮异构酶变化研究

以美国红枫‘秋天火焰’（Acer×freemanif‘Autumn Blaze’）和‘白兰地’（Acer rubrum‘Brandywine’）为试材,研究美国红枫变色过程中,叶片中花青苷含量及其合成相关酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）和查儿酮异构酶（CHI））的活性变化。结果表明：两红枫品种叶片中花青苷含量随天数的增加均为单峰曲线,分别在第20d和25d出现峰值;PAL酶活性与花青苷含量成二次曲线关系,CHI酶活性与花青苷含量呈极显著的线性关系;PAI、CHI是秋天火焰花青苷合成的关键酶,CHI是白兰地花青苷合成的关键酶。     

大兴安岭干旱阳坡土壤水分和养分变异性研究

在大兴安岭选择典型的干旱阳坡草丛和灌草丛植被,采用样线法研究植被类型间和地形部位间土壤水分、养分的空间分异特征。结果表明,草丛、灌草丛和山脊林地间土壤水分（SM）和养分（全碳（TC）、全磷（TP）、碱解氮（AN）、速效磷（AP）、速效钾（AK）、碳氮比（C/N））差异显著,均表现为山脊林地〉灌草丛〉草丛的格局;草丛和灌草丛不同地形部位土壤水分和养分（SM、TC、TP、AP、AK、和C/N）最大值均出现在山脊林地,但是在草丛坡下土壤水分和养分（SM、TC、TP、全钾（TK）和AP）高于坡上和坡中,而在灌草丛坡上土壤养分（TC、全氮（TN）、TP、AN、AP、AK和C/N）高于坡下和坡中。通过本研究得知,草丛和灌草丛土壤水分与磷素的缺乏是植被恢复的重要限制,地形和人为干扰改变了不同地形部位间土壤的水分和养分特征。     

间伐对侧柏人工林土壤微生物生物量碳、氮的影响

以徐州侧柏人工林为对象,研究了在弱度间伐（LIT,20％）、轻中度间伐（MIT1,40％）、中度间伐（MIT2,60％）和强度间伐（HIT,80％）下,林下土壤微生物生物量碳、氮在土壤表层（0 ～ 10 cm）和亚表层（10～20 cm）的变化.结果表明：不同间伐强度下,微生物生物量碳、氮含量均随着土层加深而减少.随着间伐强度增加,微生物生物量碳、氮总体变化趋势为先增加后降低,其中微生物生物量碳表现为MITl＞ LIT＞ HIT＞ MIT2,均与对照CK有显著差异（P＜0.05）;微生物生物量氮表现为MIT2＞ MITl＞ LIT＞ HIT,各处理间均表现出显著差异（P＜0.05）.间伐也使土壤微生物熵增加,尤以MIT2达到最大（2.63％）.研究表明,侧柏人工林经过2 a间伐,土壤微生物生物量碳、氮含量增加,在一定程度上使土壤碳库和氮库短期内出现不稳定趋势.     

丛枝菌根真菌诱导紫穗槐产生类防御反应的研究

在温室盆栽条件下研究丛枝茵根（AM）真菌诱导紫稳槐产生的类防御反应,结果表明：在AM真菌侵染宿主植物的早期阶段,防御酶POD和PPO活性瞬时增加,分别在紫穗槐出苗后17天和19天达到最大值28．8U／mg·min和11．7U／mg·min;而MDA含量下降,尤其在紫穗槐出苗后21天,接种AM真菌处理MDA含量降低37．6％。文中测定了几丁质诱导子降解产物GlcN含量的变化情况,结果在防御酶失活的同时GlcN含量增加,由此推测几丁质诱导子的降解是AM真菌诱导紫穗槐产生类防御反应的原因之一。     

矿渣肥对华西雨屏区白夹竹林土壤化学性质及酶活性的影响研究

华西雨屏区是我国西部地区以阴湿为主要特征的特殊气候地理单元,区域内竹林资源丰富,但由于降雨量大,林地土壤酸化现象较为严重。矿渣肥具有高效化、复混化、缓释化的特点,同时也是酸性土壤改良剂。文章以华西雨屏区主要经济竹种白夹竹为对象,研究氮、磷、钾有效养分含量为45%(N:P2O5:K2O=21:0.67:0.48)的矿渣肥(KZFA)在4种施肥水平上对林地土壤化学性质及土壤酶活性的影响。施肥3年后研究结果表明:1)KZFA施用量为1.225 t/hm2时,对白夹竹林地土壤酸碱性、有机质含量和氮素、磷素、钾素的综合改良效果最好;2)施肥对脲酶活性的影响最大,施肥量、碱解氮(夏季)、速效磷、速效钾含量均与脲酶活性呈显著正相关;3)土壤化学性质的变化对过氧化氢酶、过氧化物酶、磷酸酶、蔗糖酶活性的影响存在明显的季节性差异,各指标间的相关性普遍为冬季大于夏季,但均未达显著水平。     

不同浓度根系分泌物调控植物土壤微生物群落结构研究

土壤微生物群落分布受根系分泌物的影响较大,为研究其作用机理,采用根系分泌物溶液,对比分析不同浓度群落分布特点,同时对土壤酶活性及微生物量进行测定,并剖析其对微生物群落分布的作用,探究微生物商的反应机理。结果表明,不同浓度根系分泌物处理对土壤pH有较大影响,均显著低于对照组;土壤有机碳和全氮含量表现出一致规律,含量均高于对照组,而土壤全磷含量不受根系分泌物浓度的影响。不同浓度根系分泌物处理对土壤细菌、真菌、放线菌数量的影响也存在较大差异,根系分泌物浓度越高,细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数越多,且均显著高于对照组。对于土壤微生物量碳、氮和磷,受根系分泌物浓度的影响显著,根系分泌物浓度越高,其含量也就越高,且均显著高于对照组。不同浓度根系分泌物处理对土壤微生物丰富度指数、Mcintosh指数的影响也存在较大差异,根系分泌物浓度越高,其微生物多样性指数也越高,且均显著高于对照组;而微生物优势度指数不受根系分泌物浓度的影响。综合来看,根系分泌物对单一碳源的利用能力存在显著差异,其群落分布特点差异显著。     

外来物种刺槐(Robinia pseudoacacia L.)在中国的研究进展

刺槐作为一个外来种,近年来其研究受到越来越多的关注。本文介绍了刺槐在我国的基本生长特性(包括根系、种子、叶片、花)和在不同外界条件下(光照条件、盐胁迫、氮磷沉降、干旱胁迫、重金属胁迫、密度、AM真菌)的生理生态响应研究进展。探讨了刺槐病原菌引起的病害与防治、昆虫病害与防治、刺槐的有性、无性繁殖培育以及资源的开发利用,如薪炭材料、饲料、防风固沙、蜜源植物等,讨论了刺槐入侵理论与生态风险处理措施。评述了刺槐的区域性研究进展。最后提出了针对刺槐的未来研究展望。