百草枯对木质素降解菌产酶及其生物化学变化的影响-生物谷-VIP免费

环境生物技术生物工程学报ChinJBiotech2009,August25;25(8):1144-1150journals.im.ac.cnChineseJournalofBiotechnologyISSN1000-3061cjb@im.ac.cn©2009InstituteofMicrobiology,CAS&CSM,Allrightsreserved百草枯对木质素降解菌产酶及其生物化学变化的影响赵芸晨1,2,李建龙1,陈育如3,黄海霞1,余醉11南京大学生命科学院国家医药重点实验室,南京2100932河西学院农学系,张掖7340003南京师范大学生命科学学院,南京210046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ImpactofexogenousparaquatonenzymeexudationandbiochemicalchangesoflignindegradationfungiYunchenZhao1,2,JianlongLi1,YuruChen3,HaixiaHuang1,andZuiYu11StateKeyLaboratoryofPharmaceuticalBiotechnology,SchoolofLifeScience,NanjingUniversity,Nanjing210093,China2DepartmentofAgronomy,HexiUniversity,Zhangye734000,China3SchoolofLifeScience,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,formaldehydeReceived:March12,2009;Accepted:June9,2009Correspondingauthor:JianlongLi.Tel:+86-25-83592715;E-mail:Jlli2008@nju.edu.cn,jianlongli@gmail.com赵芸晨等:百草枯对木质素降解菌产酶及其生物化学变化的影响2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...