百草枯對木質素降解菌產酶及其生物化學變化的影響

2020-12-05 生物谷

生物工程學報 25 August 2009, 25(8):1144～1150

百草枯對木質素降解菌產酶及其生物化學變化的影響

趙芸晨1,2, 李建龍1, 陳育如3, 黃海霞1, 餘醉1

1 南京大學生命科學院 國家醫藥重點實驗室, 南京 210093

2 河西學院農學系, 張掖 734000

3 南京師範大學生命科學學院, 南京 210046

摘  要: 為研究外源活性氧對木質素降解菌的影響, 本實驗對外源百草枯誘導下的雜色雲芝(Coriolus versicolor)產酶及其生物化學過程進行了研究。將一定濃度的百草枯加入培養7 d的雜色雲芝菌培養液中, 連續培養148 h, 測定其胞外木質素降解酶、胞內抗氧化酶的活性及生物化學參數的變化。與對照相比, 30  mol/L的百草枯能夠顯著促進雜色雲芝錳依賴過氧化物酶(MnP)、木質素過氧化物酶(LiP)和漆酶(Lac)的活性, 3種酶活性分別提高了1.3、7和2.5倍; 在連續培養的前48 h, 30  mol/L的百草枯促進了胞內超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)的活性。百草枯對於胞外木質素降解酶活性的促進作用比對胞內抗氧化酶活性的促進作用明顯。百草枯的加入促進了胞外酚類化合物與甲醛的濃度的增加, 而丙二醛的濃度在培養的前24 h內增加, 隨後下降。結果表明, 百草枯的加入對白腐菌產生了氧化脅迫, 但菌株的抗氧化系統能夠有效地進行氧化劑的清除, 從而阻止氧化劑對機體的氧化傷害。百草枯作為外源氧化脅迫劑, 可以增加木質素降解酶活性, 有利於木質素的降解。

關鍵詞: 雜色雲芝, 百草枯, 氧化脅迫, 木質素降解酶, 甲醛

Impact of exogenous paraquat on enzyme exudation and biochemical changes of lignin degradation fungi

Yunchen Zhao1,2, Jianlong Li1, Yuru Chen3, Haixia Huang1, and Zui Yu1

1 State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology, School of Life Science, Nanjing University, Nanjing 210093, China

2 Department of Agronomy, Hexi University, Zhangye 734000, China

3 School of Life Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210046, China

Abstract: To study the effect of exogenous oxygen, we added water solution of paraquat to 7 d cultures of Coriolus versicolor for the next 148 h. Enzyme exudation and biochemiscal process were investigated on the addition of paraquat. We found that compared with the control (without paraquat), the addition of 30  mol/L paraquat stimulated the activity of manganese dependent peroxidase (MnP), lignin peroxidase(LiP), and laccases (Lac) 7, 2.5 and 1.3 times, respectively. Also, addition of paraquat enhanced activity of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) in the first 48 h. Impact of paraquat on ligninolytic enzymes was significant than that on antioxidant enzyme. Addition of paraquat enhanced phenolic compounds and formaldehyde of cultures too. And concentration of malondialdehyde was increased in the first 24 h. The results showed that addition of paraquat promoted oxidative stress, but the antioxidant systems of the fungal strain are sufficient to prevent mycelia from oxidative stress. As exogenous oxygen, paraquat might be a useful substrate in degradation of lignocellulose.

Keywords: Coriolus versicolor, paraquat, oxidative stress, ligninolytic enzymes, formaldehyde

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