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白腐真菌(White rot fungi)通过分泌包含漆酶(Lacase)、锰过氧化物酶(MnP)、木质素过氧化物酶(LiP)等几种主要的木质素降解酶可以有效降解木质素及多种芳香族化合物,在环境污染问题日益严重的当今社会,利用白腐菌及其木质素降解酶进行环境污染治理的应用越来越多。凭借MnP广泛的底物多样性及其在木质素降解酶系统中占有的重要地位,对MnP的研究与应用受到了国内外研究学者的广泛关注。由于菌种及环境条件的束缚,白腐菌及其分泌木质素降解酶系的应用受到不同程度的限制,因此开发新的菌种以及明确木质素降解酶系的作用机制是实现白腐菌及其木质素降解酶在环境治理等方面大规模应用的前提。因此,本论文以在自然界中分离得到的一色齿毛菌(Cerrena unicolor)为研究对象,通过形态学与分子生物学技术完成了试验菌株的鉴定,并在明确了一色齿毛菌较强的染料脱色能力及其产锰过氧化物酶的能力之后,对一色齿毛菌锰过氧化物酶同工酶基因进行了克隆及序列分析,在此基础上,利用荧光定量PCR技术全面的分析了在不同诱导条件下一色齿毛菌锰过氧化物酶同工酶基因之间的差异表达情况,为今后阐明锰过氧化物酶基因的作用机制奠定了良好的基础。主要的研究结果如下:1.从采自长白山地区带有一色齿毛菌子实体的腐朽木段上分离、纯化得到一色齿毛菌菌株CB1的菌丝体,对纯化后菌丝进行了培养特性及菌丝显微结构的观察,结果表明,纯化得到菌丝的培养特性及菌丝的显微结构特征与一色齿毛菌特征相吻合。此外,对一色齿毛菌菌株CB1进行了ITS序列的扩增,并构建了包含试验菌株CBI在内的16个不同来源一色齿毛菌lTS序列的系统进化树,结果试验菌株CB 1的ITS序列与不同菌株来源的一色齿毛菌的ITS相似度较高且系统进化归为一类,从而经形态学与分子生物学的综合鉴定试验菌株CB1为一色齿毛菌,命名为Cerrena unicolor CB1(以下简称菌株CB1)。2.在完成了试验菌株CB1的鉴定之后,进行了菌株CB1对染料(活性黑和活性红)在固体条件下的脱色研究,结果表明,一色齿毛菌对活性黑和活性红在固体条件下都有较好的脱色效果,其中对50 mg·L-1的活性黑在10 d时的脱色以及对100 mg·L-1的活性红在12 d时的脱色均达到100%,即使对高浓度500 mg.L-1的活性黑与活性红在12 d时的脱色也达到50%以上。在此基础上,对一色齿毛菌在液体条件下脱色活性黑和活性红两种染料进行了定量的系统研究,结果与脱色活性黑相比,菌株CB1对活性红的脱色能力更强,250 mg·L-1的活性黑对染料脱色产生抑制,而500mg·L-1的活性红对菌株CB1脱色的抑制作用不明显。菌株CB1在液体条件下最利于脱色活性黑和活性红的碳源条件分别为:果糖和葡萄糖;最利于脱色的氮源种类分别为尿素和硝酸按;最利脱色的pH均为:pH=5;最适合的Cu2+Mn2+的添加浓度均为0.1 mmol·L-1;最利于脱色的接菌量均为直径=8 mm的新鲜平皿菌丝7片。3.为探讨一色齿毛菌CB1产MnP的能力及其MnP的应用前景,我们首先进行了菌株CB1初始产木质素降解酶条件下菌株CB1产MnP酶活曲线的测定,结果表明:菌株CB1在培养的3d时产生MnP,在第7天时,MnP酶活性达到最高,之后培养过程中MnP活性呈波动性的降低。在确定了最佳产MnP时间之后,进行了菌株CB1产MnP条件的优化,结果表明:一色齿毛菌CB1最优的产MnP条件为:果糖10g.L-1、硝酸铵0.2 g.L-1、Mn2+加入量2.67 mmol.L-1、pH值为5.5、150r·min-1摇瓶培养、250 mL三角瓶中装入70 mL培养液、接菌量为直径=8mm的菌丝9片、在34℃下进行培养。在完成了菌株CB1产MnP条件的优化后,进行了菌株CB1优化后胞外粗酶液对5种染料的脱色研究,结果表明:菌株CB1胞外酶液对偶氮类染料的脱色更为彻底,对三苯甲烷及杂环类染料的脱色能力次之。其中在4 d时对刚果红的脱色率达到91.3%,在6 d时对活性黑的脱色率达到95.9%,对活性红、结晶紫和中性红在8 d时的脱色率分别为89.4%,75.2%和72.3%。4.在明确了一色齿毛菌CB1及其MnP的应用价值之后,为了对其进行深入的了解,利用简并PCR、染色体步移、RACE等技术对菌株CB1锰过氧化物酶的同工酶基因进行了克隆。结果克隆得到3条锰过氧化物酶的同工酶全长序列分别命名为:Cu-mnp1、Cu-mnp2与Cu-mnp3。其中Cu-mnp1的DNA全长4268 bp,包含15个内含子、cDNA全长1092 bp、开放阅读框(ORF)包含1092 bp、编码363 aa的氨基酸序列;Cu-mnp2的DNA全长3005bp,包含13个内含子、cDNA全长1429 bp、开放阅读框(ORF)包含1 128 bp、编码375 aa的氨基酸序列:Cu-mnp3的DNA全长3001 bp,包含5个内含子、cDNA全长1326 bp、开放阅读框(ORF)包含1083 bp、编码363 aa的氨基酸序列;此外,利用生物信息学手段对克隆得到的Cu-mnp1~3进行了核苷酸序列及对应氨基酸序列的全面分析。5.克隆得到菌株CB1的锰过氧化物酶同工酶基因之后,为了解锰过氧化物酶同工酶基因的转录机制,综合的研究了不同诱导条件下Cu-mnp1~3基因的转录。结果表明:试验范围内与Cu-mnp1和Cu-mnp3的转录相比Cu-mnp2的转录几乎可以忽略不计,添加适量的Mn2+可以诱导Cu-mnp1和Cu-mnp3的转录,而对Cu-mnp2的转录几乎无影响:本论文首次研究了不同染料对Cu-mnp1~3基因转录的影响,结果:偶氮类染料(活性黑和刚果红)对Cu-mnp1~3基因转录水平的影响一致,在培养后期3个基因的转录都有一定程度的上升,我们推测低浓度的染料可以促进mnp基因的转录而高浓度染料对mnp基因的转录有一定的抑制作用;为验证上述推测进行了活性黑不同浓度对Cu-mnp1~3基因转录的影响。结果表明:添加低浓度的活性黑可以促进mnp基因的转录,而过高浓度的活性黑反而不利于mnp基因的转录;综合研究碳源、氮源种类及浓度对Cu-mnp1~3基因转录的影响,结果表明:Cu-mnpl~3适合转录的碳源和氮源种类、浓度并不完全相同,综合研究结果表明mnp可以利用多种碳源和氮源以及在不同浓度下发挥作用,可见mnp基因家族对碳源和氮源的利用存在选择性但也有一个广泛的利用空间。