百草枯对木质素降解菌产酶及其生物化学变化的影响分析研究 生物技术专业VIP免费

百草枯对木质素降解菌产酶及其生物化学变化的影响摘要:为研究外源活性氧对木质素降解菌的影响,本实验对外源百草枯诱导下的杂色云芝(Coriolusversicolor)产酶及其生物化学过程进行了研究。将一定浓度的百草枯加入培养7d的杂色云芝菌培养液中,连续培养148h,测定其胞外木质素降解酶、胞内抗氧化酶的活性及生物化学参数的变化。与对照相比,30mol/L的百草枯能够显著促进杂色云芝锰依赖过氧化物酶(MnP)、木质素过氧化物酶(LiP)和漆酶(Lac)的活性,3种酶活性分别提高了1.3、7和2.5倍;在连续培养的前48h,30mol/L的百草枯促进了胞内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性。百草枯对于胞外木质素降解酶活性的促进作用比对胞内抗氧化酶活性的促进作用明显。百草枯的加入促进了胞外酚类化合物与甲醛的浓度的增加,而丙二醛的浓度在培养的前24h内增加,随后下降。结果表明,百草枯的加入对白腐菌产生了氧化胁迫,但菌株的抗氧化系统能够有效地进行氧化剂的清除,从而阻止氧化剂对机体的氧化伤害。百草枯作为外源氧化胁迫剂,可以增加木质素降解酶活性,有利于木质素的降解。关键词:杂色云芝,百草枯,氧化胁迫,木质素降解酶,甲醛Impactofexogenousparaquatonenzymeexudationandbiochemicalchangesoflignindegradationfungi3SchoolofLifeScience,NanjingNormalUniversity,Nanjing210046,ChinaAbstract:Tostudytheeffectofexogenousoxygen,weaddedwatersolutionofparaquatto7dculturesofCoriolusversicolorforthenext148h.Enzymeexudationandbiochemiscalprocesswereinvestigatedontheadditionofparaquat.Wefoundthatcomparedwiththecontrol(withoutparaquat),theadditionof30mol/Lparaquatstimulatedtheactivityofmanganesedependentperoxidase(MnP),ligninperoxidase(LiP),andlaccases(Lac)7,2.5and1.3times,respectively.Also,additionofparaquatenhancedactivityofsuperoxidedismutase(SOD)andcatalase(CAT)inthefirst48h.Impactofparaquatonligninolyticenzymeswassignificantthanthatonantioxidantenzyme.Additionofparaquatenhancedphenoliccompoundsandformaldehydeofculturestoo.Andconcentrationofmalondialdehydewasincreasedinthefirst24h.Theresultsshowedthatadditionofparaquatpromotedoxidativestress,buttheantioxidantsystemsofthefungalstrainaresufficienttopreventmyceliafromoxidativestress.Asexogenousoxygen,paraquatmightbeausefulsubstrateindegradationoflignocellulose.Keywords:Coriolusversicolor,paraquat,oxidativestress,ligninolyticenzymes,formaldehyde木质纤维类物质被充分利用生产生物燃料的过程中必须先降解或分离木质素。木质素的降解包括化学、生物、物理或综合处理方式。其中生物预处理具有耗能少、环境条件温和的优点。微生物降解木质素的原理是利用其代谢产生的酶,在常温常压下把复杂的木质素转化为小分子。在木质素的降解菌中,白腐菌是使用最广泛的木质素降解菌。白腐菌能产生完全的木质素降解酶体系,从而解聚和彻底降解木质素[1]。但自然条件下白腐菌产酶量有限,限制了降解的完全程度。因此提高白腐菌分泌木质素降解酶能力,从而更有效地降解木质素对提高木质纤维类物质的利用具有重要的意义。活性氧是好氧微生物进行氧代谢时产生的一类化学性质非常活泼的物质,主要包括超氧阴离子自由基、过氧化氢和羟自由基等。白腐菌的木质素降解过程与活性氧之间有很大的相关性,活性氧是胞外木质素降解系统中的一种有用的物质[2-3],是木质素降解的启动因子[45]。正常情况下细胞自身活性氧的产生和清除代谢是平衡的,但当活性氧的水平超过细胞的抗氧化能力时,对细胞产生氧化胁迫。活性氧作为一种氧化胁迫因子,同时又参与白腐菌对木质素的降解,因此研究活性氧存在时白腐菌的氧化胁迫反应及相关的木质素降解过程具有非常重要的意义。本实验以百草枯作为外源氧化胁迫剂,以期研究百草枯存在下白腐菌木质素降解酶的产生情况及其生物化学反应,为外源氧化剂与木质素降解之间的相关性提供了一定的理论依据,为木质素的有效降解提供了新的途径。1材料与方法1.1实验菌种...