細(xì)菌novosphingobiumsp.b7和comamonassp.b9降解木質(zhì)素及其降解基因研究

1、中圖分類號(hào)Q 墨窆U D C 6 0 6博士學(xué)位論文學(xué)校代碼 ! Q 5 三三密級(jí) 公開細(xì)菌- V r D v D ．驢厶f 炒6 f “，”s p ．B ．7 和C D 7 挖口，托D 刀口ss p ．B ．9降解木質(zhì)素及其降解基因研究S t u d y o nt h eL i g n i n D e g r a d a t i o n a n d R e l a t e d G e n e so f J ? V 掃y D 置p 辦Z

2、 堙g D 6 Z 比，咒s p ．B - 7a n d C b ，咒仃m D 刀‘z ss p ．B - 9作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院( 系、所) ：指導(dǎo)教師：陳躍輝冶金工程冶金環(huán)境工程冶金與環(huán)境學(xué)院柴立元教授答耨員會(huì)主席墨墼之中 南大 學(xué)二O 一三年五月博士學(xué)位論文 摘要細(xì)菌脅1 ，唧^ 現(xiàn)妒6 f 刪s p ．B ．7 和C b 肌徹嚏伽螂s p ．B ．9降解木質(zhì)素及其降解基因研究摘要：木質(zhì)素是一種由苯基丙烷結(jié)構(gòu)通過C

3、—C 鍵、C —O —C 鍵等連接而成的無定形天然高分子聚合物。由于木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和連接鍵的穩(wěn)定性，使其對(duì)生物降解具有很強(qiáng)的抗性。然而在自然界中仍然存在能夠降解木質(zhì)素的微生物，以黃孢原毛平革菌為代表的一類白腐真菌被認(rèn)為是最有效的木質(zhì)素降解菌。雖然真菌木質(zhì)素降解的相關(guān)研究始于上世紀(jì)8 0 年代，但是由于真菌在蛋白表達(dá)和基因操縱等方面存在很大的挑戰(zhàn)，至今仍未能利用真菌開發(fā)出一種能夠商業(yè)化應(yīng)用的木質(zhì)素生物降解技術(shù)。另一方面，近些年越來越多

4、的研究卻表明，細(xì)菌在液體基質(zhì)中降解木質(zhì)素展現(xiàn)出更多的優(yōu)勢(shì)和更廣闊的應(yīng)用前景。本文從被微生物腐蝕的三國(guó)吳簡(jiǎn)浸泡液中分離得到兩株細(xì)菌Ⅳ9 v D 泐覘驢6 覷聊s p ．B ．7 和C D 掰口腳伽口ss p ．B 一9 ，能夠以多種木質(zhì)素單體模型化合物以及硫酸鹽木質(zhì)素和木質(zhì)素磺酸鹽為唯一碳源進(jìn)行生長(zhǎng)代謝，顯示出高效全面的木質(zhì)素降解潛力。為進(jìn)一步確定人b v D 印辦加即6 f “聊s p ．B 一7 和C I D 歷日歷D ，z 口ss

5、p ．B ．9 的木質(zhì)素降解能力及其在木質(zhì)素生物降解過程中的應(yīng)用前景，對(duì)其降解木質(zhì)素和相關(guān)降解基因展開了系統(tǒng)的研究。通過一系列的研究，取得了如下的創(chuàng)新性研究成果和結(jié)論：系統(tǒng)研究了菌株B ．7 和B ．9 的木質(zhì)素降解性能，首次發(fā)現(xiàn)^ b Ⅷ5 p 辦覘7 D 6 i “聊屬和C D 聊口m D ，z 儺屬的菌株具有木質(zhì)素降解能力。在硫酸鹽木質(zhì)素為唯一碳源的液質(zhì)培養(yǎng)基中研究了Ⅳ6 v 唧辦覘弘6 f “ms p ．B 一7 和C b 聊口

6、川。刀口ss p ．B 一9 木質(zhì)素的降解性能，結(jié)果表明，菌株ⅣD 1 ，D s 砌加即6 i 甜川s p ．B ．7 在7 天內(nèi)分別可以使木質(zhì)素含量、總碳、C o D和色度下降3 8 ．8 4 ％、5 0 ．1 1 ％、3 4 ．7 ％、5 1 ．9 4 ％；相應(yīng)的C f D 朋口朋D 刀伽s p ．B ．9 降解效率則分別為4 5 ．0 6 ％、4 7 ．2 3 ％、3 2 ％、5 3 ．9 7 ％。同時(shí)，檢測(cè)出^ 碭Ⅷs 砌加即6

7、 i “肌s p ．B 一7 和C D 垅日Ⅲo 以盤ss p ．B ．9 通過分泌關(guān)鍵的胞外木質(zhì)素降解酶來降解木質(zhì)素，其錳過氧化物酶和漆酶活性分別達(dá)到3 2 2 9 ．8 U ．L ～、2 9 0 3 ．2 U ．L 。1 和1 2 7 5 U ·L ～、1 2 5 0 U ·L ～。綜合各項(xiàng)木質(zhì)素降解相關(guān)的數(shù)據(jù)證明，Ⅳc ，v D 印砌伊6 玩垅s p ．B 一7 和C D 柳口m D 玎儺S p ．B 一9不但