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1、.《生物修复理论与方法》木腐菌在生物技术中的应用班级：2015级环境工程姓名：任国辉2015年12月15日..木腐菌在生物技术中的应用2015级环境工程任国辉摘要：根据木腐菌对木材腐朽类型不同，可以将木腐菌分成三个主要类群:白腐菌、褐腐菌和软腐菌。这些菌类被越来越多地应用于各种生物技术，包括制作木材、造纸、纺织、生物能源、生物燃料和生物修复。本文综述了各种生物技术中木腐真菌及其关键酶的应用，概述了未来的发展前景，通过生物技术将木腐菌应用于工业生产，可产生较高的经济价值。随着生物技术的发展这些菌类将越来越多的被用于工业
2、生产。关键词：木腐菌木质素生物技术生物质酶木材腐朽菌是生物多样性的重要组成部分，在森林生态系统中起着关键的降解还原作用[1]。同时，木材腐朽菌还是重要的生物资源，与人类的生产与生活密切相关，具有重要的经济价值。因此，木腐菌一直是真菌研究的重点领域之一。木材腐朽是指木材细胞壁被真菌分解而引起的木材糟烂和解体的现象木材中菌丝的蔓延扩展与木材的生物分解主要由木材本身的结构与性质决定[2]。因而,不同种木材所受的腐朽程度也各不相同。真菌腐朽是对木材破坏最严重的一种方式,因为真菌腐朽可以迅速导致木材结构的破坏,即使在真菌腐朽的
3、初期,木材的力学强度也会发生急..剧降低[3]。木腐菌是腐生真菌的主要类群，主要是指能够分解木材获得营养而生存的一大类真菌。在森林生态系统中，木材腐朽菌能将木材中的木质素、纤维素和半纤维素等大分子降解为小分子，从而完成系统中的物质循环。木材腐朽菌主要包括担子菌亚门(Basidiomyco-ta)和子囊菌亚门(Ascomycota)以及半知菌类的部分真菌，这类真菌具有担子果或子囊果，属于大型真菌的一个类群[8]。木材腐朽菌能将木材中的木质素、纤维素和半纤维素降解为植物可以利用的营养物质,从而完成系统中的物质循环,并且在
4、木材腐朽分解的过程中，木腐菌的出现和演替有一定的规律性，不同时期都有其优势种存在，并对木材腐朽的进程起决定性作用。菌根真菌作为生态系统组分，它对物质循环，种间关系和群落的影响以及在生态系统变化过程中都起着非常重要的作用，是生态系统的重要组分在自然环境中,由于木质纤维素的三大成分[9]:纤维素半纤维素和木质素在不同的木质纤维素有机物中的比例各不相同,因此不同微生物对其降解能力也会随着纤维素类物质组成成分的变化而不同,这是造成在木质纤维素类物质分解过当中微生物群落结构和组成会发生变化的主要原因,此外自然环境的分含量也是影
5、响微生物群体组成的因素,正是由于微生物的菌群发生改变,相应的分泌的降解木质纤维的酶系也随之变化阵。微生物在降解木质纤维素的过程当中是按照一定次序出现而发挥作用的,研究表明,在木质纤维素降解的最初阶段主要以细菌为主,大多分布在木材湿度较大的组织中,..而真菌以木材软腐菌中的子囊菌。接合菌和一些半知菌为主,软腐菌并不能造成木材的腐朽但是却能使木材的抗腐能力明显降低,接着这些非木腐菌快速繁殖为子实体,但是随着木质纤维素降解过程的深入,这类菌群对环境的竞争力和忍耐力逐渐减弱,因此被木材腐朽菌取代。木材腐朽菌快速占有利用资源,
6、保持适当的种群密度使分解进入稳定阶段,而在木材朽化到最后阶段时木材木腐菌也很有可能会被竞争能力更强的种类所代替。木腐菌作用后,木材变为朽状或者粉碎状,主要以无定形的腐殖质为主,因此木腐菌逐渐被土壤习居菌中的青霉、毛霉、镰刀菌等代替。因此,在自然界中微生物依据自身特性形成适应所处环境的生态策略,同样在微生物菌群互相协调共同作用下完成木质纤维素的生物分解。白腐菌在降解木材的过程中,菌丝沿着细胞腔蔓延,主要集中在纹孔处，在菌丝下细胞壁被分解出一条沟槽,它可从细胞腔到复合胞间层,逐渐降解纤维素、半纤维素和木质素，在降解的过程
7、中,植物体中小分子碳源和半纤维素首先被利用,以提供菌丝生长及降解木质素的碳源和能源。然后半纤维素和木质素发生降解,最后纤维素、半纤维素和木质素被同时降解[4]。在木质纤维素被降解过程中,其大分子的长键烃被切断成小分子的短键烃,环状结构逐渐被裂解而成链状化合物,轻基、亚甲基基团及梭基数量不断增加,半纤维素和纤维素被降解成小分子酸类或脂类而被白腐菌直接利用[5]。白腐菌降解木质素的过程可分为细胞内和细胞外两个过程:在细胞内,白腐菌自身能够合成木质素降解所需的各种酶类,产生酶系,木质素降解酶系,以及包括还原酶、甲..基化酶
8、、蛋白酶、过氧化物歧化酶等在内的其他酶系.其中木质素降解酶系是白腐菌的代表酶系,包括木质素过氧化物酶LIP锰过氧化物酶MnP和漆酶Lac,以及不太常见的多功能过氧化酶Vp[6]。然后在细胞外,木质素降解酶作为高效催化剂参与反应,借助自身形成。靠酶触启动一系列的自由基链反应,先形成高活性的酶中间体,将木质素等有机物氧化成许多不同的自由基,其中包括
