【摘要】：中國(guó)的稻草產(chǎn)量居于世界首位,微生物降解稻草作為一種環(huán)境友好的處理稻草的方式已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注和研究。白腐菌中的黃孢原毛平革菌是在這方面具有很好應(yīng)用前景的木質(zhì)纖維素降解菌;綠色木霉菌具有較高的纖維二糖水解酶產(chǎn)量,但其在降解木質(zhì)纖維素方面的作用和機(jī)理國(guó)內(nèi)還少有研究。固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用儀的結(jié)合使用已經(jīng)廣泛應(yīng)用于植物與微生物在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中分泌的揮發(fā)性氣體的研究,但對(duì)微生物降解稻草整個(gè)體系中揮發(fā)性有機(jī)物的變化還少有研究。傅里葉變換紅外光譜儀可以有效地追蹤有機(jī)物中官能團(tuán)的變化,進(jìn)而反映有機(jī)物的轉(zhuǎn)化過(guò)程。本研究將黃孢原毛平革菌與綠色木霉菌分別接種在以稻草粉末為培養(yǎng)基的平板體系中,并與二者混合培養(yǎng)的情況進(jìn)行多方面的研究對(duì)比。研究?jī)?nèi)容包括培養(yǎng)體系中揮發(fā)性有機(jī)物的種類(lèi)變化,木質(zhì)纖維素在降解過(guò)程中有關(guān)化學(xué)基團(tuán)的變化,木質(zhì)素過(guò)氧化物酶及錳酶酶活的測(cè)定。結(jié)果表明:綠色木霉菌與黃孢原毛平革菌在降解稻草時(shí)均是先分解蠟質(zhì)層、纖維素與半纖維素等易降解物質(zhì),培養(yǎng)進(jìn)行到第10天左右時(shí),易降解物質(zhì)匱乏,木質(zhì)素降解條件形成,相應(yīng)的木質(zhì)素降解酶開(kāi)始大量產(chǎn)生,木質(zhì)素開(kāi)始得到有效降解。而在混合培養(yǎng)的C組,雖然表面上綠色木霉菌替代了黃孢原毛平革菌,但其降解稻草的機(jī)理與純培養(yǎng)相比發(fā)生了改變,另外在C組檢測(cè)到了代表微生物拮抗作用的萜烯C10H16,說(shuō)明說(shuō)明黃孢原毛平革菌仍以肉眼觀(guān)察不到的方式對(duì)綠色木霉菌產(chǎn)生著影響。紅外檢測(cè)及酶活測(cè)定結(jié)果說(shuō)明C組在對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行羥基化方面的能力強(qiáng)于A、B兩個(gè)純培養(yǎng)組,但在降解芳香環(huán)類(lèi)物質(zhì)方面的能力要弱于A、B兩組。說(shuō)明二者同時(shí)接種可以提高對(duì)稻草中某些物質(zhì)的降解效率,但其他部分的降解效率可能會(huì)降低。黃孢原毛平革菌與綠色木霉菌的混合接種在實(shí)際堆肥中是否能整體提高對(duì)木質(zhì)纖維素的降解效率還有待進(jìn)一步研究。
【圖文】：

很容易被水解為小分子糖類(lèi)。但有時(shí)纖維素包裹在半纖維素和木質(zhì)素組成的型基質(zhì)中，并且三者之間形成了大量穩(wěn)定的化學(xué)鍵，使得纖維素難以被水解（3）木質(zhì)素。木質(zhì)素是自然界中的第二大有機(jī)物，含量?jī)H次于纖維素[1主要由苯丙烷衍生物單體通過(guò)碳碳鍵和醚鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的立體物質(zhì)，不含可水解的敏感鍵，較難發(fā)生水解[15]。其中，根據(jù)化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)，丙烷單元可分為愈創(chuàng)木基丙烷、紫丁香基丙烷和對(duì)羥基苯丙烷等三種結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖 1.1）。不同類(lèi)別的木質(zhì)素由不同類(lèi)型的丙烷單元構(gòu)成，其中針葉材的素一般主要是由愈創(chuàng)木基丙烷單元構(gòu)成的，闊葉材的木質(zhì)素一般主要是由愈基丙烷與紫丁香基丙烷構(gòu)成的，草本植物的木質(zhì)素一般主要是由愈創(chuàng)木基丙丁香基丙烷和對(duì)羥基苯丙烷等構(gòu)成的[16]。在植物細(xì)胞壁中，由木質(zhì)素與半纖構(gòu)成的不定型基質(zhì)包裹著纖維素，它們一起形成了一個(gè)保護(hù)細(xì)胞的堅(jiān)韌屏17]，阻止了微生物的侵入和外界的氧化作用，從而降低了稻草的可生物降解而自然界中植物降解的關(guān)鍵是木質(zhì)素的降解。

圖 1.3 木質(zhì)素局部結(jié)構(gòu)示意圖以一個(gè)血紅素基和一個(gè)二價(jià)錳離子為活性中心的糖蛋，其活性中心的二價(jià)錳離子會(huì)失去一個(gè)電子變?yōu)槿齼r(jià)電子的酶中間體因?yàn)楂@得這個(gè)電子而恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)酸鹽等有機(jī)酸螯合劑存在的情況下會(huì)被螯合進(jìn)而脫離三價(jià)錳離子是一種氧化劑，，但它的氧化能力較弱，只約占木質(zhì)素的 1/10），沒(méi)有能力氧化木質(zhì)素中含量較合狀態(tài)的三價(jià)錳離子較小，它能夠穿透木材啟動(dòng)木質(zhì)進(jìn)后續(xù)氧化性更強(qiáng)的 LiP 對(duì)木質(zhì)素中占優(yōu)勢(shì)的非酚類(lèi) LiP、MnP 一樣，也是一種糖蛋白。它是一種多酚氧化構(gòu)。Laccase 在氧化木質(zhì)素中的苯酚時(shí)會(huì)先奪取苯酚苯酚變?yōu)榫哂醒趸缘幕鶊F(tuán)，這些基團(tuán)可以進(jìn)一步氧Laccase 不僅具有催化解聚功能，還能將反應(yīng)產(chǎn)物重新
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S141.4;S182

【參考文獻(xiàn)】

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1 陸曉波;喻義勇;傅寅;張予燕;母應(yīng)鋒;程真;;秸稈焚燒對(duì)空氣質(zhì)量影響特征及判別方法的研究[J];環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù);2014年04期

2 楊紹祥;穆e

本文編號(hào)：2686487