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摘 要：【目的】获得高产木质素降解酶（LMLs，包括漆酶Lac、锰过氧化物酶MnP、木质素过氧化物酶LiP）的菌株，为木腐菌菌种资源的合理开发和应用提供一定理论依据。【方法】对9株具有产LMLs能力的木腐菌进行产酶筛选，并对筛选出的菌株的生物学特性进行研究。【结果】结果表明：在9株木腐菌中，产LMLs能力較高的菌株分别为LS136（Lac：0.18 U·L-1、LiP：109.68 U·L-1、MnP：140.38 U·L-1）、LJ485（Lac：136.99 U·L-1、LiP：9.53 U·L-1、MnP：72.05 U·L-1）和LJ496（Lac：163.39 U·L-1、LiP：9.50 U·L-1、MnP：74.36 U·L-1）。生物学特性研究结果显示3种菌株最适生长温度均为25℃左右，适宜的生长pH值在4～8。此外，3种菌株对0～8 mmol·L-1的重金属Cr3+、Pb2+以及0～4 mmol·L-1的Cu2+均有较强的耐受性。当Cr3+为1～4 mmol·L-1时，对LJ485和LJ496的生长具有一定的促进作用。【结论】菌株LS136 、LJ485和LJ496分别属于韧革菌属Stereum sp.彩绒革盖菌Trametes versicolor和小薄孔菌Antrodiella sp.，具有较强的产LMLs能力和一定的重金属耐受性，为降解木质素的菌株开发提供了菌种资源参考。
关键词：木腐菌;木质素降解酶;生物学特性
中图分类号：Q 93文献标识码：A文章编号：1008-0384（2019）07-829-08
Abstract： 【Objective】To search for wood-rotting fungi that are highly effective in producing ligninolytic enzymes（ LMLs）， such asLac， MnP， and LiP. 【Methods】Nine strains of wood-rotting fungi with known ability to produce LMLs were screened and their biological characteristics studied. 【Results】The strains with high capacity of generating LMLs and their yields on each of the LMLs were found to be： LS136 （yielding Lac at 0.18 U·L-1， LiP at 109.68 U·L-1， and MnP at 140.38 U·L-1）， LJ485 （yielding Lac at 136.99 U·L-1， LiP at 9.53 U·L-1， and MnP at 72.05 U·L-1）， and LJ496 （yielding Lac at 163.39 U·L-1， LiP at 9.50 U·L-1， and MnP at 74.36 U·L-1）. The optimum growth temperature for the 3 fungal strains was approximately 25℃， and pH ranged 4 to 8. The strains were all highly tolerant to Cr3+ or Pb2+ at concentrations of 0-8 mmoL·L-1 and Cu2+ at 0-4 mmoL·L-1. At the concentrations between 1-4 mmoL·L-1， Cr3+ promoted the growth of LJ485 and LJ496. 【Conclusion】 The identified LS136 was thought to be a Stereum sp.， LJ485 identified as Trametes versicolor， and LJ496 considered an Antrodiella sp.. They all demonstrated varying capacities of producing LMLs with a tolerance to heavy metals. The information would be useful for further investigation on the utilization of these lignin degrading fungi.
Key words：wood-rotting fungus; ligninolytic enzymes; biological characteristics
0 引言
【研究意义】在自然界中，参与木质素降解的微生物包括细菌、真菌等，在这些微生物中，只有被称为“白腐”的担子菌类能够有效解聚和矿化木质素[1-2]。参与木质素解聚的酶主要为催化非特异性反应的氧化酶类，大多数的白腐菌都能分泌胞外木质素降解酶类，以及辅助降解酶类（如胶原氧化酶、过氧化氢产生酶）。在木质素降解酶系中，主要的酶类有漆酶（Laccase， Lac）、木质素过氧化物酶（Lignin peroxidase， LiP）、锰过氧化物酶（Manganese peroxidase， MnP）以及多功能过氧化物酶（Versatile peroxidase， VP）[3]。目前已经报道并鉴定出数千种白腐菌，但其中只有十多种可以用来降解木质素，这些真菌主要属于栓菌属Trametes、烟管菌属Bjerkandera、平革菌属Phanerochaete、侧耳属Pleurotus、香菇属Lentinus和灵芝属Ganoderm[4-5]。【前人研究进展】对白腐菌的产酶特性研究已有很多，如Wang等[6]研究发现，低聚糖（二糖）和单糖（葡萄糖）分别有助于菌株Phanerochaete chrysosporium 产生MnP和LiP，而多糖（纤维素）在整个研究结果中发现会抑制Phanerochaete chrysosporium LiP酶的产生。Janusz等[7]发现在营养物质碳源和氮源缺乏的条件下，白腐菌产木质素降解酶的次生代谢途径就会被激活。Galhaup等[8]向培养基中添加一定的Cu2+会促进Lac酶活提高。此外，由于白腐菌对木质素的独特降解效果，在农业和部分工业的废弃物处理中已有白腐菌的应用，如农业废弃物、制浆造纸工业、纺织工业等[9-11]。【本研究切入点】虽然白腐菌降解木质素效果明显，但能在农业和工业上应用的白腐菌资源还较少，其原因除了与菌株产酶种类和酶活力强弱有关外，还与菌株生长环境条件有关。【拟解决的关键问题】因此，本研究在前期3种初筛结果（RB-亮蓝染料培养基脱色法、鞣酸培养基显色法和α-萘酚培养基显色法）的基础上，从云南省丽江市老君山自然保护区采集的82株木腐菌中初步筛选出了9株具有产木质素降解酶（LMLs）能力的菌株，通过对该9株木腐菌进行LMLs酶活的测定，用以筛选获得高产LMLs的菌株。再设置不同的培养温度、不同培养基pH值以及添加不同的重金属等条件，研究高产LMLs的菌株在不同环境条件下的菌落生长情况，筛选具有高产木质素降解酶（LMLs）能力的菌株，为高产木质素降解酶菌株的进一步开发和利用提供参考。