白腐真菌生物學(xué)和生物技術(shù)

第一章 白腐真菌研究的歷史、現(xiàn)狀和未來(lái)1第一節(jié) 探索的歷史1一、研究的經(jīng)典時(shí)期1二、研究的轉(zhuǎn)折時(shí)期2三、研究的鼎盛時(shí)期4第二節(jié) 繁榮的現(xiàn)狀6一、拓寬對(duì)白腐真菌生物資源的開(kāi)發(fā)利用6二、以分子生物學(xué)為特征的基礎(chǔ)理論研究6第三節(jié) 發(fā)展的未來(lái)9參考文獻(xiàn)9第二章 白腐真菌生物學(xué)12第一節(jié) 白腐真菌的生物學(xué)概念12第二節(jié) 白腐真菌的分類(lèi)地位12第三節(jié) 白腐真菌的主要種類(lèi)13第四節(jié) 白腐真菌的生理特點(diǎn)14一、黃孢原毛平革菌的生活史簡(jiǎn)介14二、黃孢原毛平革菌的生長(zhǎng)及代謝特點(diǎn)14三、黃孢原毛平革菌在培養(yǎng)中的特點(diǎn)16四、環(huán)境因子對(duì)菌代謝活動(dòng)的影響19參考文獻(xiàn)23第三章 白腐真菌酶學(xué)25第一節(jié) 白腐真菌主要酶種概述25一、H??2O??2產(chǎn)生酶系25二、木質(zhì)素氧化酶系25三、其他酶系26第二節(jié) 木質(zhì)素過(guò)氧化物酶26一、基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)26二、LiP的催化循環(huán)27三、LiP的催化反應(yīng)28四、LiP合成的動(dòng)力學(xué)29五、pH對(duì)LiP催化作用的影響29六、LiP的氧化復(fù)合體29七、LiP的抑制劑30八、LiP的調(diào)控30九、VA31十、LiP的分離和檢測(cè)33第三節(jié) 錳過(guò)氧化物酶35一、基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)35二、MnP的催化循環(huán)36三、不依賴(lài)于錳的MnP37四、MnP的催化底物38五、MnP的催化反應(yīng)42六、MnP的合成動(dòng)力學(xué)45七、pH對(duì)MnP的催化作用的影響45八、MnP的純化和檢測(cè)45九、影響MnP活性的因素48十、MnP和LiP的相互作用49第四節(jié) 漆酶50一、基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)50二、Lac的催化循環(huán)51三、Lac的催化底物52四、Lac的催化反應(yīng)及機(jī)制52五、Lac在白腐真菌中的普遍性53六、Lac合成及活性的誘導(dǎo)劑54七、培養(yǎng)條件及因子對(duì)Lac活性的影響55八、Lac基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控55九、Lac的檢測(cè)57十、Lac的主要功能58第五節(jié) 纖維二糖脫氫酶59一、研究歷史60二、存在的普遍性60三、基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)60四、CDH的底物專(zhuān)一性62五、CDH的催化循環(huán)63六、CDH的催化機(jī)制63七、CDH的可能功能64八、CDH與LiP、MnP的關(guān)系66九、研究熱點(diǎn)68第六節(jié) 其他酶71一、產(chǎn)H??2O??2酶71二、過(guò)氧化物歧化酶71三、葡糖苷酶71四、苯丙氨酸解氨酶71五、還原脫鹵酶系統(tǒng)72六、醌還原酶72七、芳烴硝基還原酶72八、葡糖苷酸酶73九、蛋白酶73參考文獻(xiàn)73第四章 白腐真菌分子生物學(xué)76第一節(jié) 黃孢原毛平革菌的分子生物學(xué)76一、黃孢原毛平革菌的基因組76二、編碼細(xì)胞外過(guò)氧化物酶的基因族76三、其他的黃孢原毛平革菌基因84四、黃孢原毛平革菌的DNA轉(zhuǎn)化86五、黃孢原毛平革菌的基因工程88六、其他88七、結(jié)論89八、今后的研究方向90第二節(jié) 其他白腐真菌的分子生物學(xué)90一、Lac的調(diào)控90二、MnP的異質(zhì)表達(dá)系統(tǒng)93三、??Trametes versicolor??的CDH基因93第三節(jié) 木質(zhì)素降解過(guò)氧化物酶的分子生物學(xué)93一、引言93二、分子遺傳學(xué)95三、分子結(jié)構(gòu)99四、主要結(jié)論103五、未來(lái)的趨勢(shì)104參考文獻(xiàn)105第五章 白腐真菌的生物降解106第一節(jié) 白腐真菌生物降解的特點(diǎn)106一、非專(zhuān)一性106二、非水解性106三、細(xì)胞外性107第二節(jié) 白腐真菌的生物降解系統(tǒng)107一、生物降解系統(tǒng)的組成107二、生物降解系統(tǒng)形成的基本要求108三、生物降解系統(tǒng)的誘導(dǎo)性108第三節(jié) 白腐真菌生物降解的機(jī)制110一、總體概要110二、木質(zhì)素的降解機(jī)制110三、化學(xué)物質(zhì)的降解機(jī)制113第四節(jié) 白腐真菌生物降解的廣譜性117一、單苯類(lèi)化合物117二、氯苯118三、苯胺118四、氯酚118五、聯(lián)苯122六、硝基芳烴化合物122七、雜環(huán)化合物124八、氰化物124九、殺蟲(chóng)劑124十、除草劑125十一、鹵化物125十二、塑料及聚合物126十三、揮發(fā)性有機(jī)物127十四、煤127十五、PAH128十六、染料133第五節(jié) 白腐真菌生物降解的調(diào)控147一、影響白腐真菌降解活動(dòng)的因子147二、影響白腐真菌降解活動(dòng)的參數(shù)調(diào)控149第六節(jié) 白腐真菌生物降解的優(yōu)點(diǎn)149一、不需經(jīng)過(guò)特定底物的預(yù)條件化150二、動(dòng)力學(xué)優(yōu)勢(shì)150三、對(duì)其他微生物的拮抗150四、細(xì)胞外的降解特征150五、降解底物的非特異性150六、適用于固液兩種體系150第七節(jié) 白腐真菌生物降解的意義151一、白腐真菌在碳素循環(huán)中的地位和作用151二、白腐真菌是生物修復(fù)的有力工具153三、白腐真菌在物質(zhì)轉(zhuǎn)化和資源利用中的應(yīng)用153參考文獻(xiàn)155第六章 白腐真菌生物技術(shù)158第一節(jié) 白腐真菌的培養(yǎng)技術(shù)158一、生長(zhǎng)及保存培養(yǎng)基158二、促進(jìn)生長(zhǎng)的天然成分159三、菌種的保存159四、接種物的制備159五、孢子活力的測(cè)定160第二節(jié) 白腐真菌的分離技術(shù)160一、木腐擔(dān)子菌的分離篩選160二、聚合染料在木質(zhì)素生物降解檢測(cè)中的應(yīng)用163三、具有降解異生物質(zhì)能力的白腐真菌的篩選163四、白腐真菌木質(zhì)素降解性能的鑒定164第三節(jié) 白腐真菌反應(yīng)體系的建立166一、培養(yǎng)基166二、活性成分168三、供氧168四、反應(yīng)溫度169五、接種方式及接種量169六、底物的加入時(shí)間169七、反應(yīng)體系的種類(lèi)169第四節(jié) 白腐真菌的酶技術(shù)169第五節(jié) 白腐真菌的固定化技術(shù)169一、包埋法170二、共固定179三、吸附法181四、孢子在載體上的吸附機(jī)制185五、酶固定化186第六節(jié) 白腐真菌的其他生物技術(shù)190一、PCR及限制性酶分析技術(shù)檢測(cè)土壤中的黃孢原毛平革菌190二、突變體的篩選190三、菌落誘導(dǎo)及平板復(fù)制191四、子實(shí)體的形成和擔(dān)孢子的收集191五、染料在白腐真菌生物技術(shù)中的應(yīng)用192六、白腐真菌酶的連續(xù)測(cè)定法195七、菌絲體和胞外酶在降解中作用的實(shí)驗(yàn)196八、開(kāi)發(fā)受污染土壤生物強(qiáng)化的真菌接種物196九、污染土壤中真菌生物量標(biāo)記的麥角甾醇法197十、造紙工業(yè)廢水的真菌處理技術(shù)198十一、真菌吸著劑的研制199十二、白腐真菌細(xì)胞的顯微觀察199參考文獻(xiàn)199第七章 白腐真菌在環(huán)境保護(hù)中的作用201第一節(jié) 白腐真菌和水污染控制201一、制漿造紙廢水處理201二、橄欖油生產(chǎn)廢水的處理211三、軍火工業(yè)廢水的處理212四、工業(yè)有機(jī)廢水的真菌處理215第二節(jié) 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、受雜酚油污染土壤的治理225七、受石油污染土壤的治理226八、污染土壤生物強(qiáng)化的真菌接種物227第三節(jié) 白腐真菌和大氣污染控制227一、研究背景228二、材料方法228三、結(jié)果分析229第四節(jié) 白腐真菌和重金屬污染治理231一、白腐真菌與重金屬的相互作用231二、黃孢原毛平革菌對(duì)重金屬的吸著作用240三、其他白腐真菌對(duì)重金屬的吸著作用248參考文獻(xiàn)251第八章 白腐真菌的反應(yīng)器工程253第一節(jié) 白腐真菌反應(yīng)器的主要類(lèi)型253第二節(jié) 白腐真菌反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)254一、生物轉(zhuǎn)盤(pán)反應(yīng)器254二、氣升式生物反應(yīng)器258三、攪拌釜生物反應(yīng)器262四、間歇發(fā)酵罐263五、填充床反應(yīng)器263六、固定細(xì)胞的完全混合反應(yīng)器271七、脈沖填充床生物反應(yīng)器271八、轉(zhuǎn)管生物反應(yīng)器277九、流化床生物反應(yīng)器278十、空心纖維反應(yīng)器280十一、硅氧烷膜反應(yīng)器283十二、鼓泡塔反應(yīng)器284十三、序批式反應(yīng)器284十四、半固態(tài)生物反應(yīng)器286十五、黃孢原毛平革菌水處理反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和比較289第三節(jié) 白腐真菌反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)292一、反應(yīng)器類(lèi)型的分類(lèi)292二、反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)296第四節(jié) 白腐真菌反應(yīng)器的工程應(yīng)用297一、生物量擴(kuò)大297二、降解酶生產(chǎn)297三、污染物處理297參考文獻(xiàn)297第九章 重要的白腐真菌菌種的研究299一、對(duì)木質(zhì)組分降解能力的研究299二、對(duì)各種異生物質(zhì)的降解性研究299三、對(duì)重金屬的吸著303四、酶學(xué)研究304五、分子生物學(xué)研究306六、酶固定化306參考文獻(xiàn)307結(jié)束語(yǔ)309附錄 重要名詞的中英文對(duì)照310