白腐真菌生物学和生物技术

　　本书将学术上的理论价值和实践上的应用价值紧密结合在一起，在阐述白腐真菌生物学的知识及理论的同时，为读者提供研究和开发白腐真菌这一宝贵的生物资源的手段及工具。白腐真菌是一类具有引起木质白色腐烂功能的丝状真菌的总称，以白腐真菌为代表的真菌技术体系是生命科学与环境保护相结合的新兴学科。本书共分九章，全面系统地介绍了白腐真菌的生物学特点及生物技术体系。全书从历史的角度追溯了这一学科的研究发展历程；从一般生物学、酶学、分子生物学、生物降解规律、生物研究方法及技术、在环境保护中的应用和反应器工程等方面展示了学科的研究成果和理论技术体系，从基础研究和应用研究两个层面上讨论了白腐真菌机理研究和潜力开发所面临的问题、机遇、挑战及前景。书后附录为重要名词术语的中英文对照，以方便读者查阅。本书将学术上的理论价值和实践上的应用价值紧密结合在一起，在阐述白腐真菌生物学的知识及理论的同时，为读者提供研究和开发白腐真菌这一宝贵的生物资源的手段及工具。本书可作为高等院校生命科学、环境科学、环境工程、生物化工及相关专业研究生和高年级本科生的教材及参考书，亦可供从事生命科学、环境科学及相关领域研究人员参考使用。

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第一章 白腐真菌研究的历史、现状和未来1第一节 探索的历史1一、研究的经典时期1二、研究的转折时期2三、研究的鼎盛时期4第二节 繁荣的现状6一、拓宽对白腐真菌生物资源的开发利用6二、以分子生物学为特征的基础理论研究6第三节 发展的未来9参考文献9第二章 白腐真菌生物学12第一节 白腐真菌的生物学概念12第二节 白腐真菌的分类地位12第三节 白腐真菌的主要种类13第四节 白腐真菌的生理特点14一、黄孢原毛平革菌的生活史简介14二、黄孢原毛平革菌的生长及代谢特点14三、黄孢原毛平革菌在培养中的特点16四、环境因子对菌代谢活动的影响19参考文献23第三章 白腐真菌酶学25第一节 白腐真菌主要酶种概述25一、H??2O??2产生酶系25二、木质素氧化酶系25三、其他酶系26第二节 木质素过氧化物酶26一、基本结构和性质26二、LiP的催化循环27三、LiP的催化反应28四、LiP合成的动力学29五、pH对LiP催化作用的影响29六、LiP的氧化复合体29七、LiP的抑制剂30八、LiP的调控30九、VA31十、LiP的分离和检测33第三节 锰过氧化物酶35一、基本结构和性质35二、MnP的催化循环36三、不依赖于锰的MnP37四、MnP的催化底物38五、MnP的催化反应42六、MnP的合成动力学45七、pH对MnP的催化作用的影响45八、MnP的纯化和检测45九、影响MnP活性的因素48十、MnP和LiP的相互作用49第四节 漆酶50一、基本结构和性质50二、Lac的催化循环51三、Lac的催化底物52四、Lac的催化反应及机制52五、Lac在白腐真菌中的普遍性53六、Lac合成及活性的诱导剂54七、培养条件及因子对Lac活性的影响55八、Lac基因的转录调控55九、Lac的检测57十、Lac的主要功能58第五节 纤维二糖脱氢酶59一、研究历史60二、存在的普遍性60三、基本结构和性质60四、CDH的底物专一性62五、CDH的催化循环63六、CDH的催化机制63七、CDH的可能功能64八、CDH与LiP、MnP的关系66九、研究热点68第六节 其他酶71一、产H??2O??2酶71二、过氧化物歧化酶71三、葡糖苷酶71四、苯丙氨酸解氨酶71五、还原脱卤酶系统72六、醌还原酶72七、芳烃硝基还原酶72八、葡糖苷酸酶73九、蛋白酶73参考文献73第四章 白腐真菌分子生物学76第一节 黄孢原毛平革菌的分子生物学76一、黄孢原毛平革菌的基因组76二、编码细胞外过氧化物酶的基因族76三、其他的黄孢原毛平革菌基因84四、黄孢原毛平革菌的DNA转化86五、黄孢原毛平革菌的基因工程88六、其他88七、结论89八、今后的研究方向90第二节 其他白腐真菌的分子生物学90一、Lac的调控90二、MnP的异质表达系统93三、??Trametes versicolor??的CDH基因93第三节 木质素降解过氧化物酶的分子生物学93一、引言93二、分子遗传学95三、分子结构99四、主要结论103五、未来的趋势104参考文献105第五章 白腐真菌的生物降解106第一节 白腐真菌生物降解的特点106一、非专一性106二、非水解性106三、细胞外性107第二节 白腐真菌的生物降解系统107一、生物降解系统的组成107二、生物降解系统形成的基本要求108三、生物降解系统的诱导性108第三节 白腐真菌生物降解的机制110一、总体概要110二、木质素的降解机制110三、化学物质的降解机制113第四节 白腐真菌生物降解的广谱性117一、单苯类化合物117二、氯苯118三、苯胺118四、氯酚118五、联苯122六、硝基芳烃化合物122七、杂环化合物124八、氰化物124九、杀虫剂124十、除草剂125十一、卤化物125十二、塑料及聚合物126十三、挥发性有机物127十四、煤127十五、PAH128十六、染料133第五节 白腐真菌生物降解的调控147一、影响白腐真菌降解活动的因子147二、影响白腐真菌降解活动的参数调控149第六节 白腐真菌生物降解的优点149一、不需经过特定底物的预条件化150二、动力学优势150三、对其他微生物的拮抗150四、细胞外的降解特征150五、降解底物的非特异性150六、适用于固液两种体系150第七节 白腐真菌生物降解的意义151一、白腐真菌在碳素循环中的地位和作用151二、白腐真菌是生物修复的有力工具153三、白腐真菌在物质转化和资源利用中的应用153参考文献155第六章 白腐真菌生物技术158第一节 白腐真菌的培养技术158一、生长及保存培养基158二、促进生长的天然成分159三、菌种的保存159四、接种物的制备159五、孢子活力的测定160第二节 白腐真菌的分离技术160一、木腐担子菌的分离筛选160二、聚合染料在木质素生物降解检测中的应用163三、具有降解异生物质能力的白腐真菌的筛选163四、白腐真菌木质素降解性能的鉴定164第三节 白腐真菌反应体系的建立166一、培养基166二、活性成分168三、供氧168四、反应温度169五、接种方式及接种量169六、底物的加入时间169七、反应体系的种类169第四节 白腐真菌的酶技术169第五节 白腐真菌的固定化技术169一、包埋法170二、共固定179三、吸附法181四、孢子在载体上的吸附机制185五、酶固定化186第六节 白腐真菌的其他生物技术190一、PCR及限制性酶分析技术检测土壤中的黄孢原毛平革菌190二、突变体的筛选190三、菌落诱导及平板复制191四、子实体的形成和担孢子的收集191五、染料在白腐真菌生物技术中的应用192六、白腐真菌酶的连续测定法195七、菌丝体和胞外酶在降解中作用的实验196八、开发受污染土壤生物强化的真菌接种物196九、污染土壤中真菌生物量标记的麦角甾醇法197十、造纸工业废水的真菌处理技术198十一、真菌吸着剂的研制199十二、白腐真菌细胞的显微观察199参考文献199第七章 白腐真菌在环境保护中的作用201第一节 白腐真菌和水污染控制201一、制浆造纸废水处理201二、橄榄油生产废水的处理211三、军火工业废水的处理212四、工业有机废水的真菌处理215第二节 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、受杂酚油污染土壤的治理225七、受石油污染土壤的治理226八、污染土壤生物强化的真菌接种物227第三节 白腐真菌和大气污染控制227一、研究背景228二、材料方法228三、结果分析229第四节 白腐真菌和重金属污染治理231一、白腐真菌与重金属的相互作用231二、黄孢原毛平革菌对重金属的吸着作用240三、其他白腐真菌对重金属的吸着作用248参考文献251第八章 白腐真菌的反应器工程253第一节 白腐真菌反应器的主要类型253第二节 白腐真菌反应器的结构特点254一、生物转盘反应器254二、气升式生物反应器258三、搅拌釜生物反应器262四、间歇发酵罐263五、填充床反应器263六、固定细胞的完全混合反应器271七、脉冲填充床生物反应器271八、转管生物反应器277九、流化床生物反应器278十、空心纤维反应器280十一、硅氧烷膜反应器283十二、鼓泡塔反应器284十三、序批式反应器284十四、半固态生物反应器286十五、黄孢原毛平革菌水处理反应器的设计和比较289第三节 白腐真菌反应器的运行参数292一、反应器类型的分类292二、反应器的运行参数296第四节 白腐真菌反应器的工程应用297一、生物量扩大297二、降解酶生产297三、污染物处理297参考文献297第九章 重要的白腐真菌菌种的研究299一、对木质组分降解能力的研究299二、对各种异生物质的降解性研究299三、对重金属的吸着303四、酶学研究304五、分子生物学研究306六、酶固定化306参考文献307结束语309附录 重要名词的中英文对照310