白腐真菌生物学和生物技术

第一章 白腐真菌研究的历史、现状和未来1第一节 探索的历史1一、研究的经典时期1二、研究的转折时期2三、研究的鼎盛时期4第二节 繁荣的现状6一、拓宽对白腐真菌生物资源的开发利用6二、以分子生物学为特征的基础理论研究6第三节 发展的未来9参考文献9第二章 白腐真菌生物学12第一节 白腐真菌的生物学概念12第二节 白腐真菌的分类地位12第三节 白腐真菌的主要种类13第四节 白腐真菌的生理特点14一、黄孢原毛平革菌的生活史简介14二、黄孢原毛平革菌的生长及代谢特点14三、黄孢原毛平革菌在培养中的特点16四、环境因子对菌代谢活动的影响19参考文献23第三章 白腐真菌酶学25第一节 白腐真菌主要酶种概述25一、H??2O??2产生酶系25二、木质素氧化酶系25三、其他酶系26第二节 木质素过氧化物酶26一、基本结构和性质26二、LiP的催化循环27三、LiP的催化反应28四、LiP合成的动力学29五、pH对LiP催化作用的影响29六、LiP的氧化复合体29七、LiP的抑制剂30八、LiP的调控30九、VA31十、LiP的分离和检测33第三节 锰过氧化物酶35一、基本结构和性质35二、MnP的催化循环36三、不依赖于锰的MnP37四、MnP的催化底物38五、MnP的催化反应42六、MnP的合成动力学45七、pH对MnP的催化作用的影响45八、MnP的纯化和检测45九、影响MnP活性的因素48十、MnP和LiP的相互作用49第四节 漆酶50一、基本结构和性质50二、Lac的催化循环51三、Lac的催化底物52四、Lac的催化反应及机制52五、Lac在白腐真菌中的普遍性53六、Lac合成及活性的诱导剂54七、培养条件及因子对Lac活性的影响55八、Lac基因的转录调控55九、Lac的检测57十、Lac的主要功能58第五节 纤维二糖脱氢酶59一、研究历史60二、存在的普遍性60三、基本结构和性质60四、CDH的底物专一性62五、CDH的催化循环63六、CDH的催化机制63七、CDH的可能功能64八、CDH与LiP、MnP的关系66九、研究热点68第六节 其他酶71一、产H??2O??2酶71二、过氧化物歧化酶71三、葡糖苷酶71四、苯丙氨酸解氨酶71五、还原脱卤酶系统72六、醌还原酶72七、芳烃硝基还原酶72八、葡糖苷酸酶73九、蛋白酶73参考文献73第四章 白腐真菌分子生物学76第一节 黄孢原毛平革菌的分子生物学76一、黄孢原毛平革菌的基因组76二、编码细胞外过氧化物酶的基因族76三、其他的黄孢原毛平革菌基因84四、黄孢原毛平革菌的DNA转化86五、黄孢原毛平革菌的基因工程88六、其他88七、结论89八、今后的研究方向90第二节 其他白腐真菌的分子生物学90一、Lac的调控90二、MnP的异质表达系统93三、??Trametes versicolor??的CDH基因93第三节 木质素降解过氧化物酶的分子生物学93一、引言93二、分子遗传学95三、分子结构99四、主要结论103五、未来的趋势104参考文献105第五章 白腐真菌的生物降解106第一节 白腐真菌生物降解的特点106一、非专一性106二、非水解性106三、细胞外性107第二节 白腐真菌的生物降解系统107一、生物降解系统的组成107二、生物降解系统形成的基本要求108三、生物降解系统的诱导性108第三节 白腐真菌生物降解的机制110一、总体概要110二、木质素的降解机制110三、化学物质的降解机制113第四节 白腐真菌生物降解的广谱性117一、单苯类化合物117二、氯苯118三、苯胺118四、氯酚118五、联苯122六、硝基芳烃化合物122七、杂环化合物124八、氰化物124九、杀虫剂124十、除草剂125十一、卤化物125十二、塑料及聚合物126十三、挥发性有机物127十四、煤127十五、PAH128十六、染料133第五节 白腐真菌生物降解的调控147一、影响白腐真菌降解活动的因子147二、影响白腐真菌降解活动的参数调控149第六节 白腐真菌生物降解的优点149一、不需经过特定底物的预条件化150二、动力学优势150三、对其他微生物的拮抗150四、细胞外的降解特征150五、降解底物的非特异性150六、适用于固液两种体系150第七节 白腐真菌生物降解的意义151一、白腐真菌在碳素循环中的地位和作用151二、白腐真菌是生物修复的有力工具153三、白腐真菌在物质转化和资源利用中的应用153参考文献155第六章 白腐真菌生物技术158第一节 白腐真菌的培养技术158一、生长及保存培养基158二、促进生长的天然成分159三、菌种的保存159四、接种物的制备159五、孢子活力的测定160第二节 白腐真菌的分离技术160一、木腐担子菌的分离筛选160二、聚合染料在木质素生物降解检测中的应用163三、具有降解异生物质能力的白腐真菌的筛选163四、白腐真菌木质素降解性能的鉴定164第三节 白腐真菌反应体系的建立166一、培养基166二、活性成分168三、供氧168四、反应温度169五、接种方式及接种量169六、底物的加入时间169七、反应体系的种类169第四节 白腐真菌的酶技术169第五节 白腐真菌的固定化技术169一、包埋法170二、共固定179三、吸附法181四、孢子在载体上的吸附机制185五、酶固定化186第六节 白腐真菌的其他生物技术190一、PCR及限制性酶分析技术检测土壤中的黄孢原毛平革菌190二、突变体的筛选190三、菌落诱导及平板复制191四、子实体的形成和担孢子的收集191五、染料在白腐真菌生物技术中的应用192六、白腐真菌酶的连续测定法195七、菌丝体和胞外酶在降解中作用的实验196八、开发受污染土壤生物强化的真菌接种物196九、污染土壤中真菌生物量标记的麦角甾醇法197十、造纸工业废水的真菌处理技术198十一、真菌吸着剂的研制199十二、白腐真菌细胞的显微观察199参考文献199第七章 白腐真菌在环境保护中的作用201第一节 白腐真菌和水污染控制201一、制浆造纸废水处理201二、橄榄油生产废水的处理211三、军火工业废水的处理212四、工业有机废水的真菌处理215第二节 白腐真菌和土壤污染控制218一、受PCP污染土壤的治理218二、受PAH污染土壤的治理220三、受PCB污染土壤的治理222四、受焦油污染土壤的治理224五、受煤焦油污染土壤的治理225六、受杂酚油污染土壤的治理225七、受石油污染土壤的治理226八、污染土壤生物强化的真菌接种物227第三节 白腐真菌和大气污染控制227一、研究背景228二、材料方法228三、结果分析229第四节 白腐真菌和重金属污染治理231一、白腐真菌与重金属的相互作用231二、黄孢原毛平革菌对重金属的吸着作用240三、其他白腐真菌对重金属的吸着作用248参考文献251第八章 白腐真菌的反应器工程253第一节 白腐真菌反应器的主要类型253第二节 白腐真菌反应器的结构特点254一、生物转盘反应器254二、气升式生物反应器258三、搅拌釜生物反应器262四、间歇发酵罐263五、填充床反应器263六、固定细胞的完全混合反应器271七、脉冲填充床生物反应器271八、转管生物反应器277九、流化床生物反应器278十、空心纤维反应器280十一、硅氧烷膜反应器283十二、鼓泡塔反应器284十三、序批式反应器284十四、半固态生物反应器286十五、黄孢原毛平革菌水处理反应器的设计和比较289第三节 白腐真菌反应器的运行参数292一、反应器类型的分类292二、反应器的运行参数296第四节 白腐真菌反应器的工程应用297一、生物量扩大297二、降解酶生产297三、污染物处理297参考文献297第九章 重要的白腐真菌菌种的研究299一、对木质组分降解能力的研究299二、对各种异生物质的降解性研究299三、对重金属的吸着303四、酶学研究304五、分子生物学研究306六、酶固定化306参考文献307结束语309附录 重要名词的中英文对照310