[发明专利]一株高效降解木质素的白囊耙齿菌

说明书

本发明公开了一株高效降解木质素的白囊耙齿菌(Irpex lacteus)S‑11，属于微生物工程技术领域，将本发明所述菌株接种至含有4g/L木质素的液体培养基中，于28℃，180rpm条件下培养11天后，其对木质素的降解率和脱色率分别可达33.81％和41.79％。采用本发明的菌株来降解木质素的方法操作简便，成本低，适宜于生物炼制工业中木质素的生物预处理。发明的菌株对于纯木质素底物的降解，要高于国内外报道的同种属菌株对纯木质素的降解率，且降解时间较短，适合生物炼制工业中木质素的生物预处理应用。

技术领域

本发明涉及一株高效降解木质素的白囊耙齿菌，属于微生物工程技术领域。

背景技术

木质纤维素类生物质是地球上储量最丰富的可再生资源，来源广泛，产生的碳排量较低，可用于获取洁净能源和高附加值化学品。以木质纤维素类生物质为原料，通过生物发酵将其转化成生物燃料和高值化学品的研究吸引到越来越广泛的关注。但是木质纤维素生物质的生物转化受到其复杂结构组成的影响，严重制约了其实现工业化炼制的进程。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，在木质纤维素结构中，木质素通过共价键和非共价键与纤维素和半纤维素发生化学相互作用，形成复杂的异质三维网状结构屏障，严重限制了纤维素酶和半纤维素酶与纤维素和半纤维素等多糖底物的结合，导致木质纤维素类生物质难以被降解利用。木质素分子是由愈创木基、紫丁香基和对羟苯基三种结构单元通过醚键和碳碳键连接而成的三维网状酚类非结晶性高分子聚合物，木质素的这种复杂结构、高分子量和不溶性使其成为植物抗降解的天然屏障。传统的物理、化学等方法对生物质中的木质素脱除率低，处理后产生的水解产物对于后续生物转换有较大的抑制作用，且易污染环境。而采用生物方法降解木质素具有条件温和、利于环保，且不产生后续发酵抑制物等优点。因此对能用于木质素高效降解的菌株的筛选与研究开发已经成为推动木质纤维素工业化生物炼制进程中的重要步骤之一。

已有研究表明，在自然环境中，对于木质素的完全降解，是真菌和细菌共同作用的结果，其中白腐真菌是降解木质素的主力军。白腐真菌可通过分泌多种木质素降解酶类来降解木质素，包括木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶。其中，木质素过氧化物酶可降解近90％的非酚性木质素聚合物单元，而锰过氧化物酶可将Mn²⁺氧化为Mn³⁺，促进酚性和非酚性单元的氧化，漆酶可以氧化多种酚类和苯胺类化合物。此外，白腐真菌还可以通过类似于褐腐真菌的芬顿非酶氧化途径产生羟基自由基对木质素进行氧化解聚。

尽管已经分离出多种能降解木质素的白腐真菌，并对其开展了深入研究，但是仍存在菌株生长较慢、酶活性不高、木质素降解效率较低、木质素降解专一性不强等问题，正是由于这些问题的尚未解决，导致目前对木质素的生物降解开发尚未商业化。此外，大部分均是利用木质纤维素材料对菌株的木质素降解能力进行研究，而对于菌株降解纯木质素方面的研究还较少。通过开展菌株对于纯木质素的降解研究，更能明确菌株对木质素的降解能力和应用前景。

开展能高效降解木质素尤其是能高效降解纯木质素菌株的筛选对于开发工业化木质素降解菌株用于生物炼制工业将具有重要的现实意义，将有助于解决生物炼制过程中木质素预处理过程中的经济成本高、解聚效果差等问题。

因此，目前急需筛选得到一种具有可高效降解纯木质素的菌株。

发明内容

解决上述技术问题，本发明提供了一株白囊耙齿菌(Irpex lacteus)S-11，所述白囊耙齿菌(Irpex lacteus)S-11保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.18569，保藏日期为2019年09月09日。