中文摘要：

木质纤维素共基质体系可有效促进白腐菌对染料的生物降解，但其机理并不完全清楚。由于共基质体系中木质素代谢和染料降解均依赖于木质素降解酶所引发的一系列自由基氧化反应，木质素代谢很可能在促进染料降解中发挥重要作用。本项目以特色白腐菌Irpex lacteus为对象，在明确天然木质素代谢促进白腐菌降解偶氮染料的基础上，以木质素代谢过程中形成的天然木质素衍生物为切入点，利用稳定同位素标记技术揭示白腐菌的木质素代谢过程和天然木质素衍生物的形成规律，并分别从介体作用、诱导胞外羟自由基和增强木质素降解酶基因表达三个方面探究木质素代谢促进偶氮染料降解的作用途径，最终揭示木质纤维素共基质体系中木质素代谢对白腐菌降解偶氮染料的调控机制。本项目将为生物质和异生物质的真菌代谢理论提供有价值的新信息和新观点，对于真菌代谢理论的进一步完善和发展具有重要的理论意义，同时为染料的高效生物处理提供一定理论指导。

结论摘要：

课题针对染料共基质体系中天然木质素如何促进白腐菌降解染料的科学问题，研究木质素及其衍生物与对白腐菌降解染料的影响，在此基础上以木质素降解酶系为核心，从不同层面探究木质素降解对白腐菌降解染料的促进原因，由此揭示了共基质体系下木质素代谢促进白腐菌降解染料的机制。取得以下成果在成功制备天然木质素的基础上，研究了木质素染料共基质体系中白腐菌生长、降解酶系表达及染料降解的规律，发现了天然木质素对白腐菌I. lacteus降解染料的促进作用。当木质素剂量为0.6g/L时，白腐真菌对 DR5B（175mg/L）的脱色率两天内可达到95.16%，相应的对照组仅为41.48%。利用核磁共振和红外技术表征白腐菌降解后的木质素结构，发现木质素降解过程中，会形成大量酚羟基和羰基结构，由此推测芳香醛、芳香酸类物质可能为天然木质素降解物。 基于木质素生物降解产物的结构特征，选取了26种具有不同结构的典型木质素衍生物，研究其在促进白腐菌降解染料中的作用。结果表明，愈创木基木质素衍生物均能促进DB38的生物降解，其中苯乙酮类结构促进效果最佳，比较了来源于木质素的14种芳香类衍生物对漆酶降解偶氮染料的影响，结果显示染料降解增效最显著的是木质素衍生物丁香醛，对DR5B脱色率提高了37倍，表明木质素衍生物通过介体作用促进漆酶对染料的降解。利用转录组学和蛋白组学技术研究共基质体系中的木质素代谢促进染料降解的偶联机制，发现在共基质体系中，白腐真菌I. lacteus的四大类与木质素及芳香环化合物降解酶系及其辅助功能基因群①木质素及芳香环化合物的降解酶类，②羟自由基、氧自由基产生酶类，③促进酶合成与活性调节物质产生酶类，④木质素降解及其辅助酶原激活与转运酶类。 正是在木质素代谢为染料降解共基质底物的条件下，这些关键酶系的富集，差异性表达，完善与增强了木质素/染料生物降解网络的代谢协同作用，从而促进了染料降解。由此揭示了共基质体系中天然木质素代谢是如何促进白腐菌染料降解的分子机制，相关研究成果不仅补充与完善污染物共基质生物降解与转化理论体系，而且对于污染环境生物修复具有重要实践意义。