纤维素降解菌群的研究进展.docVIP

纤维素降解菌群的研究进展 熊冬梅 ，周红丽 （湖南农业大学食品科技学院，生物质醇类燃料湖南省工程实验室，湖南 长沙 410128） 摘 要： 对纤维素降解菌的种类及纤维素降解菌群的研究近况进行综述，对目前存在的问题进行探讨。 关键词： 微生物； 纤维素降解菌； 菌群； 复合体系构建 中图分类号：TQ353；Q93-3 文献标识码：A 文章编号：1001－9286（2011）05－0094－04 Research Progress in Cellulose-degrading Bacteria Community XIONG Dongmei and ZHOU Hongli (1.College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University; 2. Hu’nan Engineering Lab of Biomass Alcohol Fuels，Changsha, Hu’nan 410128, China) Abstract: The species of cellulose-degrading bacteria and its research progress were reviewed in this paper. And the existed problems in the re- search on cellulose-degrading bacteria community were discussed. Key words: microbe; cellulose-degrading bacteria; community; composite system construction 近年来，纤维素类物质被视为有潜质的生物质能源。 国内外研究者们在纤维素降解方面进行了很多研究，其 中微生物降解是受关注的研究之一。 人们利用纤维素降 解菌消耗纤维素维持自身生长的特点， 将纤维素转化为 具有利用价值的能源物质，如乙醇发酵和沼气发酵。但由 于天然纤维素具有结构多样性，它由纤维素、半纤维素、 木质素紧密地结合而组成， 其降解是单一的纤维素降解 菌难以达到的，需要多菌协同作用才能有效降解。 同时， 纤维素降解微生物是一个生理类群，包含了细菌、真菌、 放线菌等群体。 多种纤维素降解菌共同协作可分泌多种 类的纤维素酶对纤维素进行有效降解。 相对于单一的降 解菌的研究和应用，复合菌群的研究更值得关注。 1 纤维素降解菌 在自然生态环境中，许多微生物、植物及昆虫在适宜 的条件下均有产生纤维素酶的能力。 近年来已发现的能 有很强的穿透能力，能穿透植物角质层的阻碍，紧紧依附 和穿插在纤维物质上， 增大降解酶与纤维物质的接触面 积，从而加快降解速率。 如木霉属、青霉属、漆斑霉属、毛 壳霉属和脉抱霉属为丝状真菌。目前，木霉属是迄今所知 纤维素酶系最全面和研究较多的一个属 [3-5]。 曲霉的研究也较多[6]。 木霉菌和曲霉菌也早已应用 于酶制剂的生产[7-8]。 目前，发现的真菌多为好氧菌，也有 研究者在草食动物胃 肠道及其粪样中发现厌氧真菌 。 2009 年，张艳英就从山羊、奶牛和绵羊的瘤胃液中分离 出了 8 株瘤胃厌氧真菌[9]。 1.2 细菌 细菌中酶活力较强的菌种 有 纤 维 杆 菌 属 (Culmol- noas)、 生 孢 纤 维 菌 属(sporocytophaga) 和 梭 菌 属 (cellu- [10] lomonas)。 研究最多的是纤维单胞菌（Cellulomonas）[11-12]和 热纤梭菌（Clostridium thermocellum）。 根据细菌的生理学 特性，一般将纤维素降解细菌分类为：厌氧型、好氧型和 好氧滑动菌。 好氧细菌以可溶性胞外酶的形式分泌出 3 种纤维素酶对纤维素进行水解， 如纤维杆菌属(Culmol- noas)的纤维单胞菌。 厌氧细菌将 3 种纤维素酶联合组装 成一个大复合体——纤维小体(cenulosome)[13]，具有多种 功能的超分子结构。纤维小体附着在细菌细胞表面，所以 细菌需要粘附在纤维上， 使纤维小体在纤维的接触点处 对纤维素进行水解，如热纤梭菌 （Clostridium thermocel- lum）。 研究表明，细菌在降解纤维素过程中产生纤维素酶 降解纤维素的微生物就超过了 200 种 菌、细菌、放线菌[2]。 1.1 真菌 [1]， 主要包括：真 降解纤维素的真菌有很多，如木霉属(Trichoderma )、 青霉属(Penicillium)、 曲霉属(Aspergillus)、 根霉属(Rhizo- pus)、漆斑霉属(Myrothecium)、枝顶孢霉属(Acre