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1、木質(zhì)素生物降解的最新研究進展*四川省科技支撐計劃資助項目(NO.09GG1632)潘明鳳：女，1988年出生，碩士研究生周祚萬：通訊作者Tel.:02887600454E-mail:zwzhou@at-c.net潘明鳳a姜曼b周祚萬ba西南交通大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院成都610031b材料先進技術(shù)教育部重點實驗室，西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院成都610031摘要木質(zhì)素廣泛存在于幾乎所有的植物類生物質(zhì)材料中，利用微生物降解木質(zhì)素不僅可以緩解環(huán)境污染，還可以變廢為寶，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。本文對降解木質(zhì)素的微生物種類、木質(zhì)素降解酶
2、的理化性質(zhì)和作用機理、營養(yǎng)調(diào)控等方面的研究進展進行了綜述，以期為木質(zhì)素生物降解法的深入研究提供參考。關(guān)鍵詞木質(zhì)素生物降解木質(zhì)素降解酶營養(yǎng)調(diào)控ThenearestresearchadvancesinBiodegradationofLigninPanMingfenga,JiangManb,ZhouZuowanb(aCollegeofLifeScieneeandEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031;bKeyLaboratoryofAdvancedMaterial
3、sTechnology,MinistryofEducation,Chengdu610031;CollegeofMaterialsScienceandEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031)AbstractLignin,aresistantcell-wallconstituentofallvascularplants,isthesecondmostabundantorganicsubstanceonearth.Biodegradationoflignincou
4、ldnotonlyalleviatepollutionbutalsocanturn“waste”intowealthaswellasrealizeresourcerecycling.Researchadvancesinbiodegradationoflignin,including:microorganisms,physicalandchemicalcharacteristicsofthelignin-degradingenzymes，degradationmechanismandthenutritionregulation
5、shavebeenreviewedinthispaperforpurposeofdevelopmentandapplicationofligninbiodegradation．Keywordslignin;Biodegradation;Lignin-degradingenzymes;nutritionregulations0前言木質(zhì)素廣泛存在于幾乎所有的植物類生物質(zhì)材料中，是植物細(xì)胞壁的重要組成部分，在自然界中的產(chǎn)量僅次于纖維素是一種極具潛力的可再生資源[1,2]。同時，其分子量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自然降解速度緩慢，成為地球生物圈
6、中碳循環(huán)的主要障礙之一。木質(zhì)素是由苯丙烷單元通過醚鍵和碳碳鍵連接而成的聚酚類三維網(wǎng)狀高分子化合物，研究證實共有三種基本結(jié)構(gòu)單元(非縮合型結(jié)構(gòu))，即愈創(chuàng)木基結(jié)構(gòu)、紫丁香基結(jié)構(gòu)和對羥苯基結(jié)構(gòu)。從20世紀(jì)開始，國內(nèi)外學(xué)者一直在尋找降解木質(zhì)纖維素的最佳途徑，涉及的研究主要包括[3]：物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物降解法。而利用微生物降解木質(zhì)素不僅可以緩解環(huán)境污染，還可以變廢為寶，實現(xiàn)資源再利用，已引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注[4-7]11。鑒于可再生資源循環(huán)利用的重大現(xiàn)實意義，我們就微生物降解木質(zhì)素的最新研究進展進行綜述，特別關(guān)注了降解
7、木質(zhì)素的微生物種類、木質(zhì)素降解酶系的理化性質(zhì)和作用機理、木質(zhì)素降解酶的活性調(diào)控等熱點學(xué)術(shù)問題。1可降解木質(zhì)素的微生物種類自然界中，木質(zhì)素的完全降解是真菌、細(xì)菌、放線菌及相應(yīng)微生物群落共同作用的結(jié)果，其中真菌起著主導(dǎo)作用，放線菌降解能力次之，細(xì)菌降解能力最弱。降解木質(zhì)素的真菌主要分為三類：白腐菌、褐腐菌、軟腐菌。其中白腐真菌的降解能力最強,并且分泌胞外酶對木質(zhì)素降解過程中不會產(chǎn)生色素,開發(fā)利用前景較好，被認(rèn)為是目前最為理想的一類降解木質(zhì)素的真菌[8,9]。其主要分布在革蓋菌屬(Coriolus)、煙管菌屬(Sjekandera
8、)、平革菌屬(Phanerochaete)、側(cè)耳屬(Pleurotus)及臥孔菌屬(Poria)等[10]。目前，用于木質(zhì)素降解研究的白腐菌主要有黃孢原毛平革菌(Phanerochetechrysosporium)[11,12]、雜色云芝(Coridusversicolor)[13-15]
