诱导及激励物对黄孢原毛平革菌产木质素降解酶的调控和降解机理

作     者：徐梓一 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张长;王巧

授予年度：2017年

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：木质素 黄孢原毛平革菌 生物降解 诱导机理 

摘      要：木质素和纤维素,半纤维素一样,是植物中重要的有机成分。其作为一种农业、木材加工业、造纸业的副产物,通常出于城市的有机物体废弃物之中。众所周知,由于许多工业企业并未能充分利用自身产出的大量木质素,导致木质素成为严重的环境污染物。在全球碳循环中,木质素降解是其中的重要组成部分之一。作为一种非常重要的有机物,木质素的结构复杂,所以极难分解,但自然界有能产生木质素降解酶的真菌能有效降解木质素。这种酶能氧化断裂木质素化学键的一部分,将其分解成小分子的物质。根据木质素降解产物的分析能发现,木质素降解经历了脱甲基作用、脱羟基作用、多酚环裂解以及脂肪烃水解。木质素生物降解依赖于木质素降解酶系,因此木质素生物降解的关键便是木质素降解酶的酶活以及产量。木质素降解酶系的研究主要集中在LiP酶,MnP酶和漆酶上。然而,到底是什么物质或者元素能诱导木质素降解酶的酶活,这一问题现在还不清楚,而且仍有许多研究者还没有完全了解不同诱导剂对木质素降解的诱导机理。本文采用脱碱木质素进行降解,能从一定程度上避免杂质对降解及分析的干扰。通过研究四种不同的诱导物的添加对木质素生物降解过程中的激励作用,使用紫外分光光度分析、CG/MS分析、电子显微镜分析来探究添加不同的诱导物黄孢原毛平革菌对木质素降解的机理以及最佳的诱导物添加浓度。通过实验能发现在液态发酵条件下,最佳Cu2+浓度为0.05mmol/L、Mn2+浓度为0.2mmol/L、藜芦醇浓度为4 mmol/L、吐温80浓度为0.1%、最佳培养pH为4.5,温度为37℃。本文分析了不同诱导剂影响三种木质素降解酶的机理,适量的诱导剂能够提高木质素降解酶的酶活。并将这四种最优条件结合,协同培养。通过检测发现,与未添加诱导剂的空白对照相比,LiP酶酶活增加了 2.5倍,MnP酶酶活增加了 4倍,漆酶酶活增加了 3倍。