白腐真菌的研究培训课件
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白腐真菌
白腐真菌前言白腐真菌(white rot fungi)为丝状真菌，系木腐真菌(wood—degrading fungi)的一种，绝大多数为担子菌纲，少数为子囊菌纲，着生在木材上，因其能降解木材中的木质素、纤维素和半纤维素使木材呈现特征性的白色腐朽状而得名。
日前研究最多的有：黄孢原毛平革菌(Phanerochete chrysosporium)[1]、彩绒草盖菌(Coridusversicolor)、变色栓菌(Thametes versicolor)、射脉菌(Phlebia radiata)、风尾菇(Pleurotus pul—mononanus)等。
其中黄孢原毛平革菌是其典型种，也是研究木质素降解的模式菌。
白腐真菌是已知的唯一能在纯系培养中有效地将木质素降解为CO2和H2O 的一类微生物。
木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳一碳键连接而成的具有三维空间结构的高分子芳香族类聚合物。
组成单元的结构及其连接键复杂而稳定，使得木质素很难降解[2]。
木质素结构的异质性和不规则性，决定了对其生物降解的复杂性和特殊性。
白腐真菌经过长期进化，形成了相应的适应性特性：白腐真菌能分泌氧化酶到胞外，在催化氧化过程中形成自由基，进而攻击木质素结构，此过程不需要特异的电子供体，因此其作用具有非特异性[3]。
1983年Kirk和Gold两个研究小组发现能够利用白腐真菌的上述生物学特性降解染料[4,5]。
此后，白腐真菌受到许多研究者的高度关注，并在将白腐真菌应用于降解诸如染料、三硝基甲苯(TNT)等许多难降解有机物方面进行了有成效的探索[6]，在木质素降解酶的生理生化过程以及基因调控方面获得了一些有意义的研究成果。
以下就酶系统基因结构，催化机制，应用及新发展几方面进行介绍。
木质素降解酶系统白腐真菌依赖一系列酶催化反应实现对难降解有机物的转化，这一过程殊为复杂，其中的关键酶系为木质素降解酶系。
木质素降解酶主要包括了3 种酶:木质素过氧化物酶( lignin peroxidase，LiP) 、锰过氧化物酶( mangnase peroxidase，MnP) 、漆酶( laccase，Lac) 这3 种木质素降解酶均能单独降解木质素，也能两两联合，或者3 种酶一起作用对木质素进行降解。
白腐真菌
四、白腐菌处理木质纤维素材料的应用
白腐菌不仅能够产生降解木质素的酶，而且 能将其释放到其他材料的表面，这些特点使其适 合于工业应用。此外，木质纤维素材料具有分布 广泛、产量可观及启动成本低等优点，使其具有 成为更经济的原材料的潜力。白腐菌已被应用于 多种领域。
应用领域
生物制浆
堆肥
乙醇制备的预 处理
3.3 与其它微生物联合使用
白腐菌和其他微生物共同作用或者多种白腐 菌共同作用可以提高对木质纤维素选择性降解的 效率，许多学者研究了采用白腐菌自身或与其它 菌种混合培养对木质纤维素降解的效果。
酵母菌与黄孢原毛平革菌混合处理玉米芯用 于生产乙醇，每100 g玉米芯产乙醇量可达3 g。 使用两个或多个菌种共同处理农作物废弃物制备 饲料可以达到更好的效果，以两种白腐菌为供试 菌株，发现两菌共培养优于单独培养，共培养后 粗蛋白含量和粗脂肪含量分别提高35.5%和3.6%， 粗纤维含量降低了21.3%。
MnP是最常见的木质素降解酶，大部分白腐 菌都能分泌MnP。MnP的催化依赖其活性中心的 Mn2+， H2O2触发MnP，将Mn2+氧化成Mn3+，Mn3+被由 真菌分泌并且分散到酶表面的有机酸螯合剂(如草 酸盐、乙醇酸盐)固定。这样Mn3+就从酶的活性位 点中释放出来，转而充当一种低分子量的、可扩 散的氧化还原调节剂，或直接将木质素单元催化 氧化成对应的自由基，或在共氧化剂的协助下， 将非酚型芳香族物质催化氧化成相应的自由基， 接着发生一系列的自由基链反应，实施对木质素 的降解。
三、对提高白腐菌利用效率的方法的研究
3.1菌种选择 在使用白腐菌对木质纤维素材料进行选择性降解 时，应该针对相应的使用目的和不同的培养基质 选用合适的菌种，对此，国内外很多学者进行了 大量的研究并取得了成果。黄孢原毛平革菌 (Phanerochaete chrysosporium)是白腐菌中被广 泛使用的模式菌株。除此之外，目前用于木质纤 维素降解研究的白腐菌主要有革盖菌属 (Coriolus)、平革盖菌属(Phanerochaete)、栓菌 属(Trametes)、烟管菌属(Bjerkandera)、侧耳菌 属(Pleurotus)、拟蜡菌属(Ceriporiopsis)等。
基于多酶协同作用的白腐真菌菌株的应用开发技术.ppt
LiP
H2O2产生酶系 共同作用：以小分子有机物为底物，将分子氧化还原为H2O2。
葡萄糖氧化酶
细胞内合成分泌到细胞外环境，将糖类物质氧化还原为H2O2。
乙二醛氧化酶
为细胞外的含铜氧化酶，主要以醛类物质为底物。而醛类物质 恰好是葡萄糖氧化的中间产物。
其他酶
参与H2O2的产生。主要有甲醇氧化酶，VA氧化酶等。
数日
气相 生长
平板培养的目的：① 扩大菌的生物量或是大量获得孢子；② 鉴定菌的酶活性
或扫描菌对化学物质的降解能力；③ 用于菌种的分离筛选、
诱变、驯化或是短期的保藏； 斜面培养的目的：菌种的中、长期保藏；
3 环境因子对白腐真菌代谢活动的影响（黄孢原毛平革菌）
白腐真菌
生理活动 木质素降解 酶的合成 木质素降解 酶的活性
N-L在木质素降解中的作用: 实质上是白腐真菌在进化过程中对环境中氮缺乏的一种生理适应。 C-L在木质素降解中的作用: 主要是它和菌丝体质量的减少像偶联，从而启动了次生代谢。
与木质素降解有关的几个基本概念
木质素降解培养 Ligninolytic culture
参与的酶
木质素降解酶 Ligninolytic enzyme 木质素降解条件 Ligninolytic condition
漆酶（Lac）
含铜多酚氧化酶（对二酚氧化酶）
木质 纤维素 Lignocellulose
木质素 多糖类 半纤 维素
纤维素
软腐真菌
褐腐真菌
白腐真菌
Soft rot Fungi Brown rot Fungi White rot Fungi
软腐真菌：主要降解纤维素，对木质素降解 缓慢且不彻底。 褐腐真菌：主要降解纤维素、半纤维素和部 分多糖类，几乎不降解木质素。 白腐真菌：主要降解木质素和多糖类，对纤 维素和半纤维素降解能力弱。
真菌专业资料培训课件
冬虫夏草
真菌专业资料
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1/28/2021
当然，许多真菌可致动植物、人类的疾病。
1. 植物：锈病、黑穗病等 2. 动物：
1) 感染性真菌：如假皮疽组织胞浆菌，皮肤丝状菌等； 2) 中毒性真菌：如分隔葡萄穗菌，链孢霉等； 3) 两种致病作用兼而有之，如烟曲霉等。
真菌专业资料
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1/28/2021
二、酵母菌
真菌不是植物
真菌不含叶绿素，无 根、茎、叶的分化。
真菌专业资料
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1/28/2021
一、真菌与人类的关系
蘑 菇
1/28/2021ຫໍສະໝຸດ 灵 芝真菌专业资料木耳
4
猴 头 菌
1/28/2021
银 耳
真菌专业资料
冬虫夏草
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为什么会发霉？
发霉现象是由真菌中 的霉菌引起的
真菌专业资料
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1/28/2021
霉菌（青霉和曲霉）
酵母菌（yeast）是一通俗名称，没有确切定义。
一般认为酵母菌具有以下特点：
➢个体一般以单细胞状态存在
➢多数出芽繁殖，也有的裂殖
➢能发酵糖类产能
➢喜在含糖量较高、酸度较大的环境中生长
➢分布广，在水果、蔬菜、花蜜和植物叶子表面以及
果园的土壤里。在牛奶、动物的排泄物以及空气中也
有酵母存在。
➢大多数腐生，少数寄生。
• 温度 22~28℃ • pH 4~6 • 气体需求 需氧
生长缓慢，3~7天才能形成典型的菌落。
真菌专业资料
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1/28/2021
2、菌落特征
菌落大而厚，圆形，光 滑湿润，容易挑起，颜色 单一，大多为乳白色，少 数为红色、土黄色等。
啤酒酵母菌落
白腐真菌在环境保护中研究与应用
１２ 染 料及 印染 废水 处理 ．
１ 白腐真菌在工业废水处理 中的研 究与应用
１１ 造纸废 水 处理 ．
吴涓等研究了不同白腐真菌对灰法造纸黑液废
水的处理效果 ，考察了黑液废水浓度和碳氮源添加
量对黑液脱色及 Ｃ Ｄ Ｏ 去除率 的影响。研究结果表
明，变色栓菌 （ｒｍ ｔ ｅ ｃｌ ）对黑液废水 的 Ｔａ ｅ ｓ ｒ ｏ ｒ ｅ ｖ８ ｏ Ｃ Ｄ 和色度的去除率分别达到 ６． ％和 ４ － ％， Ｏ ４５ ２ ７１ ３ 在添加 ０ ％纤维二 糖和 ０ ２ ． ２ ． ％天冬 酰胺 的情况下 ０ 应用 自 行分离 、 筛选的 白腐真菌（ Ｈ ２ — ） Ａ ８ ２ 处理黑
Ｔ Ｔ大分子在经 Ｐ Ｎ ｃ菌作用后 ，生成 了易被重铬酸 钾氧化的其他有机物质 。 王庆生等采用实验正交法 ， 利用 Ｐ ｃ菌降解硝基苯类化工废水 。 结果表明， 在常 温ｆ ２ ５℃１ Ｈ值为 ７ 进水 Ｃ Ｄ。 ２００ｍ ／、 、 ｐ 、 Ｏ 为 ０ ｇ 硝 Ｌ 基苯类化合物进水浓度为 １０ｍ ／ 、 留时间为 ６ ０ ｇ 停 Ｌ ０ 于煤炭脱硫 。通过正交实验确定 了该 Ｐ ｃ菌脱硫的 最佳实验条件 ，在此基础上探讨 了其脱硫 的降解规 律。 研究表明，Ｃ菌煤炭脱硫是完全可行的， Ｐ 而且脱 硫速度较快 ， ｄ内可脱除煤中 ５ ． ％的无机硫和 ２ ５０ ３
再进行处理时的脱色率高达 ９％， ０ 而原废水直接处 理时脱 色率仅 为 ６％。荚荣 等 １ 将裂褶 菌 Ｆ ７ ５ １ ５ １ １ （ ｈ ｏｈ１ ｉ ｓ． １） Ｓ ｉ ｐ ｖｕ ｐ Ｆ７￣定在聚酯纤维 Ｅ ｃｚ １ｎ 构建 白腐 真菌生物接触氧化装置用来处理染料废水 。研究发
２ 白腐真 菌在 堆肥 处理 和垃 圾渗滤 液 处理 中的研 究与应 用
１ 白腐真菌在工业废水处理 中的研 究与应用
１１ 造纸废 水 处理 ．
吴涓等研究了不同白腐真菌对灰法造纸黑液废
水的处理效果 ，考察了黑液废水浓度和碳氮源添加
量对黑液脱色及 Ｃ Ｄ Ｏ 去除率 的影响。研究结果表
明，变色栓菌 （ｒｍ ｔ ｅ ｃｌ ）对黑液废水 的 Ｔａ ｅ ｓ ｒ ｏ ｒ ｅ ｖ８ ｏ Ｃ Ｄ 和色度的去除率分别达到 ６． ％和 ４ － ％， Ｏ ４５ ２ ７１ ３ 在添加 ０ ％纤维二 糖和 ０ ２ ． ２ ． ％天冬 酰胺 的情况下 ０ 应用 自 行分离 、 筛选的 白腐真菌（ Ｈ ２ — ） Ａ ８ ２ 处理黑
Ｔ Ｔ大分子在经 Ｐ Ｎ ｃ菌作用后 ，生成 了易被重铬酸 钾氧化的其他有机物质 。 王庆生等采用实验正交法 ， 利用 Ｐ ｃ菌降解硝基苯类化工废水 。 结果表明， 在常 温ｆ ２ ５℃１ Ｈ值为 ７ 进水 Ｃ Ｄ。 ２００ｍ ／、 、 ｐ 、 Ｏ 为 ０ ｇ 硝 Ｌ 基苯类化合物进水浓度为 １０ｍ ／ 、 留时间为 ６ ０ ｇ 停 Ｌ ０ 于煤炭脱硫 。通过正交实验确定 了该 Ｐ ｃ菌脱硫的 最佳实验条件 ，在此基础上探讨 了其脱硫 的降解规 律。 研究表明，Ｃ菌煤炭脱硫是完全可行的， Ｐ 而且脱 硫速度较快 ， ｄ内可脱除煤中 ５ ． ％的无机硫和 ２ ５０ ３
再进行处理时的脱色率高达 ９％， ０ 而原废水直接处 理时脱 色率仅 为 ６％。荚荣 等 １ 将裂褶 菌 Ｆ ７ ５ １ ５ １ １ （ ｈ ｏｈ１ ｉ ｓ． １） Ｓ ｉ ｐ ｖｕ ｐ Ｆ７￣定在聚酯纤维 Ｅ ｃｚ １ｎ 构建 白腐 真菌生物接触氧化装置用来处理染料废水 。研究发
２ 白腐真 菌在 堆肥 处理 和垃 圾渗滤 液 处理 中的研 究与应 用
真菌专业知识培训培训课件
真菌细胞质包含细胞器、核糖体、线粒体等细胞器，以及各种代谢物质和酶类。
真菌细胞核具有独立的核膜和核仁，控制细胞的遗传、代谢和分化等过程。
真菌的基本结构与组成
细胞壁
细胞质
细胞核
细胞膜
真菌生长
真菌通过吸收水分和有机物进行生长，在适宜的温度、湿度和营养条件下，生长速度较快。
真菌繁殖
真菌通过孢子进行繁殖，分为有性繁殖和无性繁殖两种方式。有性繁殖通过配子结合形成子囊孢子，无性繁殖则通过菌丝断裂或孢子萌发形成新的菌丝或个体。
真菌在植物生长促进剂上的应用
03
某些真菌可以产生植物生长调节剂，促进植物生长和发育，如赤霉素、细胞分裂素等。
1
真菌在食品工业中的应用
2
3
真菌在食品发酵过程中扮演着重要角色，如面包酵母、酿酒酵母等。
真菌在发酵食品中的应用
真菌可以产生多种具有营养和风味的食品添加剂，如味精、柠檬酸等。
真菌在食品添加剂中的应用
在生态系统中，真菌与其他生物相互依存，维持着生态平衡。它们在食物链中扮演着关键角色，为许多生物提供食物来源。
参与碳循环
01
真菌通过分解有机物，将碳元素重新释放到土壤和大气中，参与了碳循环过程。
真菌在物质循环中的角色
参与氮循环
02
某些真菌能够固定空气中的氮元素，将其转化为植物可利用的形式，参与了氮循环过程。
真菌的生长与繁殖方式
真菌在自然界中的作用
02
分解有机物
真菌能够分解复杂的有机物，如死亡的植物和动物残留物，使其回归土壤，为其他生物提供营养。
真菌在生态系统中的地位与作用
促进植物生长
一些真菌与植物形成共生关系，帮助植物获取营养，促进其生长。这些真菌通过分解岩石、释放养分，为植物提供必要的元素。
真菌细胞核具有独立的核膜和核仁，控制细胞的遗传、代谢和分化等过程。
真菌的基本结构与组成
细胞壁
细胞质
细胞核
细胞膜
真菌生长
真菌通过吸收水分和有机物进行生长，在适宜的温度、湿度和营养条件下，生长速度较快。
真菌繁殖
真菌通过孢子进行繁殖，分为有性繁殖和无性繁殖两种方式。有性繁殖通过配子结合形成子囊孢子，无性繁殖则通过菌丝断裂或孢子萌发形成新的菌丝或个体。
真菌在植物生长促进剂上的应用
03
某些真菌可以产生植物生长调节剂，促进植物生长和发育，如赤霉素、细胞分裂素等。
1
真菌在食品工业中的应用
2
3
真菌在食品发酵过程中扮演着重要角色，如面包酵母、酿酒酵母等。
真菌在发酵食品中的应用
真菌可以产生多种具有营养和风味的食品添加剂，如味精、柠檬酸等。
真菌在食品添加剂中的应用
在生态系统中，真菌与其他生物相互依存，维持着生态平衡。它们在食物链中扮演着关键角色，为许多生物提供食物来源。
参与碳循环
01
真菌通过分解有机物，将碳元素重新释放到土壤和大气中，参与了碳循环过程。
真菌在物质循环中的角色
参与氮循环
02
某些真菌能够固定空气中的氮元素，将其转化为植物可利用的形式，参与了氮循环过程。
真菌的生长与繁殖方式
真菌在自然界中的作用
02
分解有机物
真菌能够分解复杂的有机物，如死亡的植物和动物残留物，使其回归土壤，为其他生物提供营养。
真菌在生态系统中的地位与作用
促进植物生长
一些真菌与植物形成共生关系，帮助植物获取营养，促进其生长。这些真菌通过分解岩石、释放养分，为植物提供必要的元素。
白腐真菌讨论课ppt课件
实验方法与步骤：
1
真菌生长量的测定
培养基中白腐真菌生长量的测定采用细胞干重法。 菌液分别加入到不同的培养基中培养一定时间，将 培养液经离心过滤后收集，用清水洗涤菌体后用40 目筛网过滤收集菌球，用100 ℃烘干，精确称质量 可得真菌的生长量。
实验方法与步骤：
2
影响因素的研究
取30 mL基础培养基分别加入200 mL的锥形瓶中，用棉塞塞 紧，放到高压灭菌锅中121 ℃下灭菌30 min，冷却，等量 接入5mL白腐真菌菌悬液到每个瓶中，添加各种植物的浸 出液(花生、甘蔗、木材、土豆等)配成的复合培养基、不 同种类及不同浓度的表面活性剂以及不同浓度H2O2，在空 气条件下于30℃、160 r/min恒温恒速摇床中进行振荡培养， 培养相应的时间后过滤收集菌球，观察菌球的形态并测定 菌丝小球的生长量和直径，对于所要考察的每一种情况同 时进行3组平行实验，实验结果取其平均值。
添加铜离子的样品在营养生长阶段木质素降 解速率显著高于未添加对照，快速降解木质素 为后期形态发育提供所需；且至21天时木质素 降解速率显著下降开始原基分化，时间较未添 加对照有所提前；随后添加铜离子样品的木质 素降解速率快速上升，原基开始大量分化并产 生子实体，而此时未添加对照的木质素降解速 率降至最低，开始进入原基分化阶段。
实验方法：分别于第1天、第2天、第3天往装有用液体培 养基养的菌体(注：菌悬液的初始浓度为79 mg/L)中的锥 形瓶中加入不同浓度的H2O2溶液(使其在体系中的浓度 分别为0、50、100、150、200、250、300、350、400、 600 mg/L)，在30 ℃、160 r/min下恒温振荡培养3 d后测 定锥形瓶中菌生长量的变化情况。
‘‘
实验结论
Experimental Conclusion
白腐菌
野生白腐菌分离与纯化的初步试验前言白腐真菌是一类使木材呈白色腐朽的真菌,能够分泌胞外氧化酶降解木质素,且降解木质素的能力优于降解纤维素的能力,这些酶可以促使木质腐烂成为淡色的海绵状团块——白腐,故称为白腐真菌白腐菌: white rot fungi定义: 属担子菌纲丝状真菌，因腐朽木材呈白色而得名。
代表菌株为黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)，在污染土壤修复中常有应用。
白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名，是能够降解木材主要成分的微生物之一。
木材在白腐过程中大部分纤维仍保持完整，且纤维素结晶度变化不大。
由此设想利用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆，能开辟制浆方法的新途径。
白腐菌除了能降解木质素用于预理、生物漂白、生物制浆外，对其它有机异生物质也有很强的分解能力，因而在废水处理中也有广泛的应用前景。
为降低制浆能源消耗，可在制浆之前依靠白腐菌对木质素进行分解和改性，用选择过的微生物培养基对原料进行预处理。
通过白腐菌对原料的预处理，可降低后阶段制浆能耗的50%，并且纤维强度性能也得到改进。
白腐菌预处理制浆不仅在木质材料制浆当中应用研究较多，在非木质制浆原料(如芦苇、蔗渣、剑麻、黄麻等)预处理制浆中的应用研究同样广泛。
可以看出，白腐菌预处理在硫酸盐法、碱法、机械法和烧碱-蒽醌法等制浆方法中都可以不同程度地降低制浆成本、提高纸张质量。
但是菌种筛选困难和预处理周期较长是制约白腐菌应用的最大障碍，大规模应用于制浆预处理还需要相关方面技术的突破。
利用白腐菌可以降解木质素、半纤维素和纤维素的特性，白腐菌在制浆造纸各个环节的应用都得到了很广泛的研究，但是利用白腐菌直接制浆却鲜见报道。
筛选对纤维素没有影响或影响较小的选择性极高的白腐菌种直接处理原料制浆是一个新的研究方向。
20世纪90年代末，日本神户制钢所应用白腐菌在常温常压下分解木材成功制出优质纸浆。
选定适宜温度，可以分解出80%的木质素，比一般化学制浆法成本降低了50%。
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质素以及半纤维素，从而增加纤维素表面积，使纤维素易 于降解，从而生成可发酵性糖。
1/28/2021 木质素结构 白腐真菌的研究
2
3
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
白腐菌属于担子菌纲，是少数的能选择性降解木质素的真 菌之一，因其腐生在树木或木 材上，引起木质白色腐烂而
得此名．目前，已研究的白腐菌有：黄孢原毛平革菌、彩 绒革盖菌、变色栓菌、射脉菌、凤 尾菇、杂色云芝、糙皮
渐降解纤维素、半纤维素和木质素。白腐 菌降解木质素可
分为细胞内和细胞外 2 个过程．在细胞内主要营养物质(碳、
氮、硫)限制条件下，白腐菌启动形成整个降解系统：
1/28/2021
白腐真菌的研究
3
4
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
①产生过氧化氢的氧化酶，即细胞内葡萄糖氧化酶和细胞 外乙二醛氧化酶。它们在分子 氧的参与下氧化相应底物激 活过氧化物酶，从而启动酶催化循环。
1/28/2021
白腐真菌的研究
9
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
饲料
目前白腐菌降解木质素的模式菌株是黄孢原
毛平革菌．秸秆经白腐真菌发酵后，大部分
的低质非蛋白氮转 化为较高质量的菌体蛋白，
蛋白质品质也得到较大幅度的改进．秸秆经
白腐菌处理不仅营养成分有极大的提 高，而
且其pH值由未处理前的5.7降到4.0，呈愉快的
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白腐真菌的研究
1
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚 类三维网状高分子化合物。木质素由于具有各种 生物学稳
定的复杂键型而不易被微生物降解。如何高效利用木质纤 维素原料其关键在于有效降解包裹在纤维素 晶体外面的木
Mn2+作为反应底物，同时以 Mn3+作为介质氧化木 素。
1/28/2021
白腐真菌的研究
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9
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
木质素降解酶系
漆酶
漆酶（Lac）是一种含铜的多酚氧化酶，和植物中的抗 坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属铜蓝氧化 酶家族 中的同一小族，在结构和功能上存在许多相似 之处。它可以催化氧化酚类化合物脱去羟基上的电子 或质子，形 成自由基，导致酚类及木素类化合物裂解， 同时分子氧被还原为水。其反应包括脱甲氧基、脱羟 基、C-C 键断 裂过程等。漆酶来源广泛，植物、昆虫和 真菌中都存在漆酶。
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
简介
白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名，
是能够降解木材主要成分的微生物之一。木材在白腐过程中大 部分纤维仍保持完整，且纤维素结晶度变化不大。由此设想利
用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆，能开辟制浆
方法的新途径。白腐菌除了能降解木质素用于预处理、生物漂 白、生物制浆外，对其它有机异生物质也有很强的分解能力， 因而在废水处理中也有广泛的应用前景。
木素过氧化物酶 (LiP)
锰过氧化物酶 (MnP)
漆酶(Lac)
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白腐真菌的研究
5
6
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
木质素降解酶系
木素过氧化物酶
木素过氧化物酶(LiP)是由 Tien 等于 1983 年在黄孢原毛平革菌中
发现的，随后的研究发 现大部分白腐菌在木素降解条件下都能
催化氧化木素需要一种真菌代谢产物藜芦醇(3,4-二甲氧 基苯甲
醇，VA)参与．VA 既是 LiP 的底物，又是 LiP 的氧化还原介体，
可能还起到保护酶免受过量 H2O2破坏 的作用．LiP 催化氧化 VA
形成阳离子自由基，其传送电子能力极强．
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白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
分泌这种酶，是迄今为止研究的最清楚的木素降解酶，在天然
木质素和 环境污染物小分子的降解过程中 LiP 起关键作用。 LiP
是一类含有血红素辅基的同工酶，分子中有 10 条长的蛋白质单
链，一条短的单链。LiP 作为生物催化剂，能够催化苯酚、芳香
胺、芳香醚及多环芳香化合物，通过多个反应步骤氧化木质素
模式化合物． LiP 降解木素时需要其他酶(如氧化酶)产生 H2O2，
总结及结尾
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白腐真菌的研究
11
12
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
堆肥
堆肥是利用各种微生物的发酵处理生物
应用
木质素降解酶系
木素过氧化物酶
总结及结尾
/R为催化底物,最上面Fe为+3价，其余+4价
1/28/2021
白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
木质素降解酶系
锰过氧化物酶
总结及结尾
锰过氧化物酶(MnP)普遍存在于白腐菌的各个菌种 中．与 LiP 一样它的催化循环也需要由 H2O2启 动．不同 之处在于，它以木质素组织中广泛存在的
水地柔软，适口性明显改善；
可提高动物对饲料的消化， 并且已经突破了
秸秆仅用于反刍动物饲料的禁区， 对饲养猪、
鸡的实验效果已有报道．利用白腐真菌处理
秸秆能够快速、高质量地利用和转化秸秆资
源，扩1/2大8/2饲021料来源，减白少腐真环菌境的污研究染
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侧耳、朱红密孔菌等。黄孢原毛平革菌已成为研究木质素 降解的模式株。白腐菌所分泌的木质素降解酶主要有 3 种， 即木质素过氧化酶、锰过氧化物酶和漆酶。
白腐菌在降解木材的过程中，在适宜的条件下，白腐菌菌
丝开始沿着细胞腔蔓延，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
②合成对木质素降解起作用的细胞外酶， 即木素过氧化物 酶、锰过氧化物酶和漆酶 3 种触发启动一系列自由基链反 应，使木素结构中的苯环发生单 电子氧化反应形成阳离子 基团，而后发生一系列自发反应而降解。
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白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
木质素降解酶系
总结及结尾
木质素降解酶系
总结及结尾 11
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
生物制浆
白腐菌的木素降解酶类能选择分解 植物秸秆中的木质素，使得生物制 浆成为可能．生物制浆是直接利用 微 生物降解纤维原料中的木质素， 分离出纤维，使之成为纸浆．这种 方法不仅能节约能耗，改善纸张的 物理性 能，还能减少污染，保护环 境，应用前景广阔
1/28/2021 木质素结构 白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
白腐菌属于担子菌纲，是少数的能选择性降解木质素的真 菌之一，因其腐生在树木或木 材上，引起木质白色腐烂而
得此名．目前，已研究的白腐菌有：黄孢原毛平革菌、彩 绒革盖菌、变色栓菌、射脉菌、凤 尾菇、杂色云芝、糙皮
渐降解纤维素、半纤维素和木质素。白腐 菌降解木质素可
分为细胞内和细胞外 2 个过程．在细胞内主要营养物质(碳、
氮、硫)限制条件下，白腐菌启动形成整个降解系统：
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白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
①产生过氧化氢的氧化酶，即细胞内葡萄糖氧化酶和细胞 外乙二醛氧化酶。它们在分子 氧的参与下氧化相应底物激 活过氧化物酶，从而启动酶催化循环。
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白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
饲料
目前白腐菌降解木质素的模式菌株是黄孢原
毛平革菌．秸秆经白腐真菌发酵后，大部分
的低质非蛋白氮转 化为较高质量的菌体蛋白，
蛋白质品质也得到较大幅度的改进．秸秆经
白腐菌处理不仅营养成分有极大的提 高，而
且其pH值由未处理前的5.7降到4.0，呈愉快的
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白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
菌种及原理
木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚 类三维网状高分子化合物。木质素由于具有各种 生物学稳
定的复杂键型而不易被微生物降解。如何高效利用木质纤 维素原料其关键在于有效降解包裹在纤维素 晶体外面的木
Mn2+作为反应底物，同时以 Mn3+作为介质氧化木 素。
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
木质素降解酶系
漆酶
漆酶（Lac）是一种含铜的多酚氧化酶，和植物中的抗 坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白属铜蓝氧化 酶家族 中的同一小族，在结构和功能上存在许多相似 之处。它可以催化氧化酚类化合物脱去羟基上的电子 或质子，形 成自由基，导致酚类及木素类化合物裂解， 同时分子氧被还原为水。其反应包括脱甲氧基、脱羟 基、C-C 键断 裂过程等。漆酶来源广泛，植物、昆虫和 真菌中都存在漆酶。
简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
简介
白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名，
是能够降解木材主要成分的微生物之一。木材在白腐过程中大 部分纤维仍保持完整，且纤维素结晶度变化不大。由此设想利
用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆，能开辟制浆
方法的新途径。白腐菌除了能降解木质素用于预处理、生物漂 白、生物制浆外，对其它有机异生物质也有很强的分解能力， 因而在废水处理中也有广泛的应用前景。
木素过氧化物酶 (LiP)
锰过氧化物酶 (MnP)
漆酶(Lac)
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
总结及结尾
木质素降解酶系
木素过氧化物酶
木素过氧化物酶(LiP)是由 Tien 等于 1983 年在黄孢原毛平革菌中
发现的，随后的研究发 现大部分白腐菌在木素降解条件下都能
催化氧化木素需要一种真菌代谢产物藜芦醇(3,4-二甲氧 基苯甲
醇，VA)参与．VA 既是 LiP 的底物，又是 LiP 的氧化还原介体，
可能还起到保护酶免受过量 H2O2破坏 的作用．LiP 催化氧化 VA
形成阳离子自由基，其传送电子能力极强．
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
分泌这种酶，是迄今为止研究的最清楚的木素降解酶，在天然
木质素和 环境污染物小分子的降解过程中 LiP 起关键作用。 LiP
是一类含有血红素辅基的同工酶，分子中有 10 条长的蛋白质单
链，一条短的单链。LiP 作为生物催化剂，能够催化苯酚、芳香
胺、芳香醚及多环芳香化合物，通过多个反应步骤氧化木质素
模式化合物． LiP 降解木素时需要其他酶(如氧化酶)产生 H2O2，
总结及结尾
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白腐真菌的研究
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
堆肥
堆肥是利用各种微生物的发酵处理生物
应用
木质素降解酶系
木素过氧化物酶
总结及结尾
/R为催化底物,最上面Fe为+3价，其余+4价
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
木质素降解酶系
锰过氧化物酶
总结及结尾
锰过氧化物酶(MnP)普遍存在于白腐菌的各个菌种 中．与 LiP 一样它的催化循环也需要由 H2O2启 动．不同 之处在于，它以木质素组织中广泛存在的
水地柔软，适口性明显改善；
可提高动物对饲料的消化， 并且已经突破了
秸秆仅用于反刍动物饲料的禁区， 对饲养猪、
鸡的实验效果已有报道．利用白腐真菌处理
秸秆能够快速、高质量地利用和转化秸秆资
源，扩1/2大8/2饲021料来源，减白少腐真环菌境的污研究染
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侧耳、朱红密孔菌等。黄孢原毛平革菌已成为研究木质素 降解的模式株。白腐菌所分泌的木质素降解酶主要有 3 种， 即木质素过氧化酶、锰过氧化物酶和漆酶。
白腐菌在降解木材的过程中，在适宜的条件下，白腐菌菌
丝开始沿着细胞腔蔓延，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
②合成对木质素降解起作用的细胞外酶， 即木素过氧化物 酶、锰过氧化物酶和漆酶 3 种触发启动一系列自由基链反 应，使木素结构中的苯环发生单 电子氧化反应形成阳离子 基团，而后发生一系列自发反应而降解。
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木质素降解酶系
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简介
菌种及原理 木质素降解酶系
应用
应用
生物制浆
白腐菌的木素降解酶类能选择分解 植物秸秆中的木质素，使得生物制 浆成为可能．生物制浆是直接利用 微 生物降解纤维原料中的木质素， 分离出纤维，使之成为纸浆．这种 方法不仅能节约能耗，改善纸张的 物理性 能，还能减少污染，保护环 境，应用前景广阔