基于木质素单体含量的园林生物质降解菌评价
2021-08-06吴桐路强强赵叶子陈智坤刑国强贾锐鱼
农业环境科学学报 2021年7期
吴桐,路强强,赵叶子,陈智坤,刑国强,贾锐鱼
(1.陕西省科学院土壤资源与生物技术应用重点实验室,陕西省西安植物园(陕西省植物研究所),西安 710061;2.西安科技大学地质与环境学院,西安 710043;3.西安市阎良区国强瓜菜专业合作社,西安 710089)
园林生物质是园艺生产及农林作业所产生的废弃物,是地球生物圈储量最为丰富的碳水化合物资源[1]。按照化学组成分类,园林生物质主要是由纤维素、半纤维素和木质素构成的大分子交联体——木质纤维素,是参与生态系统物质循环的重要有机物[2]。其中纤维素是由D−葡萄糖以β−1,4 糖苷键键合而成的大分子多糖,是构成植物细胞壁的主要骨架;半纤维素是由多种单糖构成的异质多聚体,起保护纤维素的作用[3];从物质组成与生物合成途径看,木质素主要是由愈创木基(Guaiacyl nuit,G)、紫丁香基(Sy⁃ringy unit,S)和对羟基(p−Hydroxyphenyl,H)3 种苯丙烷结构单元通过酚基氧化和脱氢聚合,并以C—O 键和C—C 键耦合而成的多酚高分子物质。其中,G 型木质素主要沉积于木质部疏导组织的管道壁,具刚性和疏水特性,给予细胞壁更强的抵抗性[4],S 型则沉积于纤维薄壁,具有明显的亲水性和灵敏度[5],H型于胞间层和细胞角隅内,且以微量形式存在而未表现出功能特性[6],3 种木质素单体起到共同支撑木质部输导组织结构稳定性的作用。
木质纤维素的结构特异性决定了其高效降解是各菌系酶间协同作用的结果[7−8]。目前,具木质纤维素降解能力的微生物主要包括真菌、细菌和放线菌,其中真菌起主导作用,放线菌次之,细菌降解能力最弱[9]。……
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