陳俊文,劉慶華,龐學(xué)勇

(1. 中國科學(xué)院成都生物研究所/中國科學(xué)院山地生態(tài)恢復(fù)與生物資源利用重點實驗室/生態(tài)恢復(fù)與生物多樣性保育四川省重點實驗室,成都 610041;2. 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

【研究意義】我國作為一個農(nóng)業(yè)大國,每年產(chǎn)生的農(nóng)林廢棄物數(shù)量大幅度增加,玉米、稻草等農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量達到7.0×108t[1],每年產(chǎn)生枯枝落葉等綠色廢物約3.5×108t[2]。將廢棄物進行填埋或焚燒等方式可能會造成資源浪費和環(huán)境污染等問題[3-4]。利用微生物降解農(nóng)林廢棄物是資源化利用的重要方式之一,但制約農(nóng)林廢棄物高效利用主要是其含有大量的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等難降解物質(zhì),三者和其他成分以共價鍵和非共價鍵結(jié)合,維持著較高的機械強度和抗壓力[5]。木質(zhì)素作為最頑固的成分,是苯基丙烷前體合成的芳香族聚合物,各單體之間連接鍵包括碳碳鍵和醚鍵,交聯(lián)而成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)難以水解[6]。利用微生物將木質(zhì)素降解成低聚體或單體化合物,具備低能耗和環(huán)境友好性的優(yōu)勢[7-8]。因此,篩選木質(zhì)纖維素高效降解菌是農(nóng)林廢棄物利用的重要途徑之一?！厩叭搜芯窟M展】微生物通過分泌胞外酶(纖維素酶、半纖維素酶和木質(zhì)素酶等)實現(xiàn)木質(zhì)纖維素的分解,其中木質(zhì)素主要通過漆酶、錳過氧化物酶和木質(zhì)素過氧化物酶等氧化酶實現(xiàn)降解[9]。目前針對木質(zhì)纖維素降解菌的篩選已有一些研究,篩選出多株高效降解菌,以真菌為主,尤其是擔(dān)子菌中的白腐真菌具有較強的降解木質(zhì)素能力[10-11],如黃孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)能將木質(zhì)素徹底轉(zhuǎn)化為CO2和H2O[12],接種在落葉和樹枝修剪廢棄物后,可顯著增加8.2%木質(zhì)素降解[13];雜色云芝(Coriolusversicolor)的高產(chǎn)漆酶、木質(zhì)素過氧化物酶和錳過氧化物酶等氧化酶特性有利木質(zhì)素的快速降解[11]。同時,混合接種變色栓菌(Trametesversicolor)和木蹄層孔菌(Fomesfomentarius)通過提高脫氫酶、蛋白酶和纖維素酶的活性,加速固體廢物的降解[14]。【本研究切入點】對于其他種類的菌在木質(zhì)纖維素降解特性上還有待研究。此外廢棄物材料的降解程度與微生物接種劑類型有關(guān),不同真菌對不同生物質(zhì)材料的木質(zhì)素降解能力有很大差異[15-16]。例如,一些種類的白腐真菌也有分解木質(zhì)素的效果,Lee等[15]發(fā)現(xiàn)肉色隔孢伏革菌(P.incarnata)能分泌3種木質(zhì)素分解酶(漆酶、木質(zhì)素過氧化物酶和錳過氧化物酶),具有降解多環(huán)芳烴的能力。Brenelli等[16]研究表明,隔孢伏革菌屬具有高產(chǎn)漆酶特性,通過分泌細胞外木質(zhì)素降解酶,促進木質(zhì)素的有效降解[17],可作為生物技術(shù)應(yīng)用的微生物資源。然而,目前缺乏厚壁隔孢伏革菌的木質(zhì)纖維素降解特性的相關(guān)研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】廣泛收集林下凋落物,結(jié)合愈創(chuàng)木酚顯色法和苯胺藍褪色法,在初步分離和篩選具有高木質(zhì)素分解的活性微生物基礎(chǔ)上,通過形態(tài)和分子生物學(xué)方法對菌株進行鑒定,并測試其產(chǎn)木質(zhì)素降解酶活性能力,探究菌株對農(nóng)林廢棄物液態(tài)發(fā)酵的木質(zhì)纖維素降解特性,為后續(xù)的應(yīng)用研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣品收集 在四川茂縣的華山松林下,收集地面凋落物(厚度約8～15 cm),在半分解層取10個樣點混合,最終取約100 g樣品,裝入無菌自封袋,迅速轉(zhuǎn)運至4 ℃保存,用于微生物分離和篩選。

1.1.2 培養(yǎng)基 PDA培養(yǎng)基：去皮馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,用蒸餾水定容至1000 mL,121 ℃滅菌20 min。

愈創(chuàng)木酚-PDA培養(yǎng)基：去皮馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,用蒸餾水定容至1000 mL,121 ℃滅菌20 min,滅菌后加1 mL愈創(chuàng)木酚。

苯胺藍-PDA培養(yǎng)基：去皮馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,苯胺藍0.1 g,用蒸餾水定容至1000 mL,121 ℃滅菌20 min。

赫奇遜氏(Huchinson)培養(yǎng)基：KH2PO41 g,NaCl 0.1 g,MgSO4·7H2O 0.3 g,NaNO32.5 g,FeCl30.01 g,CaCl20.1 g,用蒸餾水定容至1000 mL,121 ℃滅菌20 min。

發(fā)酵培養(yǎng)基：同赫奇遜氏培養(yǎng)基,葡萄枝條30 g(將葡萄枝條剪成約3 cm小段,干燥后粉碎至35目),用蒸餾水定容至1000 mL,121 ℃滅菌20 min。

1.2 方法

1.2.1 菌株篩選 稱取植物凋落物1 g放入盛有無菌水99 mL的250 mL三角瓶中,25 ℃、180 r/min振蕩1 h,然后靜置30 min,取上清液進行10倍梯度稀釋,將稀釋度為0～10-2的樣液分別涂布于PDA培養(yǎng)基上,25 ℃恒溫靜置培養(yǎng)7 d后,挑取菌絲體在PDA培養(yǎng)基上反復(fù)接種純化直至得到純菌株,最后將分離得到的菌株保存至斜面PDA培養(yǎng)基上。

愈創(chuàng)木酚平板顯色試驗[18]：采用打孔器將菌株接種在愈創(chuàng)木酚-PDA培養(yǎng)基中,于25 ℃下培養(yǎng)14 d。觀察平板上是否出現(xiàn)紅棕色顯色圈,并記錄有無顯色圈及顯色圈直徑的大小。通過顯色圈產(chǎn)生的時間及顯色圈的直徑大小,初步篩選出產(chǎn)漆酶能力較高的菌株。

苯胺藍平板褪色試驗[19-20]：采用打孔器將菌株接種在苯胺藍-PDA培養(yǎng)基中,于25 ℃下培養(yǎng)14 d。觀察平板上是否出現(xiàn)褪色圈,并記錄有無褪色圈及褪色圈直徑的大小。通過褪色圈產(chǎn)生的時間及褪色圈的直徑大小,初步篩選出具有產(chǎn)過氧化物酶能力較高的菌株。

1.2.2 菌株的鑒定 形態(tài)學(xué)鑒定：將待鑒定的菌株接種至PDA培養(yǎng)基上,25 ℃恒溫培養(yǎng)3～10 d,觀察菌落形態(tài)和顏色,在光學(xué)顯微鏡下采用乳酸酚棉蘭染色液方法觀察孢子及菌絲體形態(tài)結(jié)構(gòu)。

分子生物學(xué)鑒定：采用真菌基因組DNA提取試劑盒[生工生物工程(上海)股份有限公司]提取目標(biāo)菌株的全基因組,樣品送至擎科生物科技有限公司進行測序,所得的序列結(jié)果用BLAST程序在NCBI GenBank數(shù)據(jù)庫中進行同源性分析,使用Mega軟件分析并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.2.3 菌株的生長特性測試 生長溫度范圍：將菌株接種在溫度分別為10、15、20、25、30、35、40 ℃的PDA培養(yǎng)基中,培養(yǎng)3～10 d,每隔24 h測定菌落直徑,通過直徑大小確定菌株生長溫度范圍及最適生長溫度。

生長pH范圍：將菌株接種在pH分別為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的PDA培養(yǎng)基中,置于25 ℃恒溫培養(yǎng)3～10 d,每隔24 h測定菌落直徑,通過直徑大小確定菌株生長pH范圍及最適生長pH。

1.2.4 菌株的木質(zhì)素降解酶活性測試 將菌株接種到100 mL PDA液體培養(yǎng)基中。置于25 ℃搖床中180 r/min培養(yǎng)7 d,每隔24 h取樣,發(fā)酵液在4 ℃下10 000 r/min離心10 min,收集的上清液即為粗酶液。通過檢測漆酶(Lac)[21]、木質(zhì)素過氧化物酶(LiP)[22]和錳過氧化物酶(MnP)[23]3種木質(zhì)素降解酶的酶活性,定量比較各菌株的產(chǎn)酶能力。漆酶活力定義為1 min內(nèi)氧化1 μmol的2,2′-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)為一個酶活單位U,消光系數(shù)ε= 3.6×104mol/(L·cm),木質(zhì)素過氧化物酶活力定義為1 min內(nèi)氧化1 μmol黎蘆醇為一個酶活單位U,消光系數(shù)ε= 9.3×103mol/(L·cm),錳過氧化物酶活力定義為1 min內(nèi)氧化1 μmol Mn2+氧化為Mn3+為一個酶活單位U,消光系數(shù)ε= 2.2×104mol/(L·cm)。所有酶活計算公式如下[24]：

(1)

式中,V總和V酶分別表示酶活測定反應(yīng)體系的總體積和反應(yīng)添加的上清液體積,ε為消光系數(shù)。

1.2.5 菌株降解葡萄枝條能力測試 將目的菌株接種到液體PDA培養(yǎng)基中25 ℃搖床培養(yǎng)3～5 d,以制備菌液。錐形瓶中裝入100 mL含有葡萄枝條的發(fā)酵培養(yǎng)基中,按5%菌液進行接種,作為實驗組(HUA組),于25 ℃和180 r/min下震蕩培養(yǎng),同時以5%無菌水作為空白對照(CK組)。分別在0、4、8、12、16、20 d取樣測定纖維素、半纖維素、木質(zhì)素含量[25-27]。木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的相對降解率如下：

(2)

式中,An表示第n天木質(zhì)素(或纖維素、半纖維素)含量,A0表示第0天木質(zhì)素(或纖維素、半纖維素)含量。

1.3 統(tǒng)計分析

采用軟件SPSS計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤,對于菌落直徑、纖維素含量、半纖維素含量和木質(zhì)素含量等指標(biāo)采用單因素方差分析(One-way ANOVA),使用Duncan多重比較檢驗在不同時間處理的差異顯著性。并對未添加菌株和添加菌株處理的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素降解率進行t檢驗。所有統(tǒng)計和圖表制作采用SPSS 25.0、Excel 2010、Sigmaplot 14.0等軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌株篩選及鑒定

通過愈創(chuàng)木酚顯色法和苯胺藍褪色法從植物凋落物篩選出一株具有分解木質(zhì)素特性的菌株HUA(表1和圖1)。在愈創(chuàng)木酚-PDA培養(yǎng)基上,菌株HUA呈現(xiàn)明顯的紅棕色顯色圈(圖1-a)。該菌顯色反應(yīng)快,培養(yǎng)第3天就出現(xiàn)顯色反應(yīng),隨著培養(yǎng)時間的增加,菌株的顯色圈直徑顯著增大(P<0.05),培養(yǎng)至25 d,顯色圈直徑為3.7 cm。在苯胺藍-PDA培養(yǎng)基上,菌株HUA最終產(chǎn)生褪色反應(yīng)(圖1-b)。在培養(yǎng)前9 d,菌落生長顏色是藍色,隨著培養(yǎng)時間增加,菌株HUA逐漸長滿整個培養(yǎng)基,直徑達到8.0 cm,產(chǎn)生褪色反應(yīng),至14 d后培養(yǎng)基中的苯胺藍顏色基本消失。

表1 菌株HUA在愈創(chuàng)木酚-PDA培養(yǎng)基和苯胺藍-PDA培養(yǎng)基上的直徑

a：愈創(chuàng)木酚-PDA培養(yǎng)基;b：苯胺藍-PDA培養(yǎng)基。a： Guaiacol-PDA plate; b： Aniline blue-PDA.圖1 菌株HUA在愈創(chuàng)木酚-PDA培養(yǎng)基上的顯色反應(yīng)和在苯胺藍-PDA培養(yǎng)基上的褪色反應(yīng)Fig.1 Coloration reaction on guaiacol-PDA plate and decolorizing reaction on aniline blue-PDA of strain HUA

在培養(yǎng)過程中,菌株HUA生長速度慢(圖2),菌落初期為白色,棉絮狀,表面稍有凸起,挑取時具有粘稠感,生長后期菌落逐漸變?yōu)辄S褐色。顯微鏡下菌絲透明較細,有不規(guī)則的稠密交織,蜿蜒曲折。

通過菌株HUA 的ITS區(qū)PCR擴增產(chǎn)物電泳分析(圖3),與Marker電泳條帶相比,單一條帶位于500～750 bp。將菌株的ITS序列測定結(jié)果在NCBI上進行BLAST同源性相似度分析,選取相似度高的菌屬作為對應(yīng)菌株分類標(biāo)準(zhǔn),利用Mega軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(圖4),發(fā)現(xiàn)菌株HUA與P.crassitunicata(MT322660.1)處于一個單獨分支上,說明二者親緣關(guān)系最近,結(jié)合其形態(tài)學(xué)特征,將該菌株HUA鑒定為P.crassitunicata,屬于厚壁隔孢伏革菌。菌株HUA的ITS序列上傳至GenBank數(shù)據(jù)庫中,登錄號為OQ629790。

a：菌落正面;b：菌落反面;c：菌絲生長形態(tài)(20×40)。a： Front of colony; b： Back of colony; c： Growth morphology of mycelia (20 × 40).圖2 菌株HUA菌落形態(tài)及顯微形態(tài)特征Fig.2 Colony morphology and micromorphological characteristics of strain HUA

M為Marker;1和2為菌株HUA。M： Marker; 1 and 2： Strain HUA.圖3 菌株HUA的ITS序列PCR產(chǎn)物電泳圖Fig.3 Electrophoresis of PCR product of ITS sequence of strain HUA

2.2 菌株生長特性

通過對菌株HUA在不同溫度(10～40 ℃)和pH(3.0～9.0)上的生長特性觀察表明,在15～35 ℃范圍內(nèi),菌株HUA均能夠生長,最適溫度為25 ℃,在pH 3.0～9.0范圍內(nèi),菌株HUA均能夠生長,最適pH為5.0(表2)。

2.3 菌株產(chǎn)木質(zhì)素降解酶特性

顯色結(jié)果表明,菌株HUA具有產(chǎn)漆酶等氧化酶的能力,因此進一步采用PDA液體培養(yǎng)基,對菌株產(chǎn)漆酶、錳過氧化物酶和木質(zhì)素過氧化物酶的能力開展定量測試(圖5)。菌株HUA的漆酶(Lac)活性在培養(yǎng)過程中逐漸增強,第3天以后大幅上升,最高酶活能達到53.18 U/L;錳過氧化物酶(MnP)在3種酶中活性最高,呈先上升后下降趨勢,在第3天酶活性達到最大值,為174.01 U/L,而后逐漸下降;木質(zhì)素過氧化物酶(LiP)在整個培養(yǎng)過程中活性不高,第5天達到活性最大值9.51 U/L。

圖4 基于ITS序列菌株HUA系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.4 Phylogenetic tree of strain HUA based on ITS sequence

表2 菌株HUA的生長溫度和生長pH

Lac：漆酶;MnP：錳過氧化物酶;LiP：木質(zhì)素過氧化物酶。Lac： Laccase; MnP： Manganese peroxidase; LiP： Lignin peroxidase.圖5 菌株HUA產(chǎn)Lac、MnP和LiP酶活性變化Fig.5 Changes of Lac, MnP and LiP enzyme activities produced by strain HUA

2.4 菌株對葡萄枝條的分解情況

為進一步驗證菌株HUA對農(nóng)林廢棄物的降解能力,研究選用常見的農(nóng)林廢棄物-葡萄枝條作為材料,其纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量分別為45.07%、11.49%和27.51%(表3)。在20 d發(fā)酵過程中,未添加菌株HUA的對照組,葡萄枝條中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量分別降低5.81%、27.94%和3.96%;添加菌株HUA的處理組,葡萄枝條中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量分別降低17.50%、36.55%和10.33%(圖6)。添加菌株HUA的處理組中纖維素和半纖維素含量的降低明顯快于對照(P<0.05),盡管木質(zhì)素含量的降低與對照相比沒有顯著差異,但與試驗初期相比有明顯差異(P<0.05)。與此相對應(yīng),添加菌株HUA后,葡萄枝條纖維素的降解率在第16和20天明顯高于對照(圖6-a)(P<0.001);半纖維素降解率在第4天后就與對照有顯著差異(圖6-b)(P<0.05);而葡萄枝條中木質(zhì)素降解率要高于對照,但沒有明顯差異(圖6-c)。

表3 葡萄枝條纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的變化

*代表CK組和HUA組差異顯著(*,P<0.05;***,P <0.001)。* indicates significant differences in CK and HUA (*, P<0.05; ***, P<0.001).圖6 菌株HUA對葡萄枝條的木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的降解Fig.6 Degradation of vineyard prunings lignin, cellulose and hemicellulose by strain HUA

3 討 論

本研究中篩選出的菌株HUA經(jīng)過鑒定為厚壁隔孢伏革菌(P.crassitunicata),在愈創(chuàng)木酚-PDA培養(yǎng)基上呈現(xiàn)出明顯的紅棕色顯色圈,說明產(chǎn)漆酶能力較強;進一步通過苯胺藍平板褪色試驗,菌株HUA導(dǎo)致苯胺藍明顯褪色,說明產(chǎn)過氧化物酶能力較強。漆酶和過氧化物酶是木質(zhì)素降解過程中發(fā)揮重要作用的氧化酶,能氧化各種酚類化合物[17, 28],表明該菌株具有高效分解木質(zhì)素的潛力。同時也測定了該菌產(chǎn)木質(zhì)素降解酶的活性。菌株HUA具有產(chǎn)漆酶、錳過氧化物酶和木質(zhì)素過氧化物酶的特性。其中菌株HUA產(chǎn)漆酶和錳過氧化物酶活性較高,與已有的顯色反應(yīng)和褪色反應(yīng)結(jié)果一致。雖然之前的研究表明,隔孢伏革菌屬具有分泌木質(zhì)素分解酶的特性,自身產(chǎn)漆酶能力較強,所分泌的56種活性酶中的漆酶Pnh_Lac1介體系統(tǒng)能促進木質(zhì)素片段的解聚[16]。Mainardi等[29]研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)隔孢伏革菌屬可以用于漆酶生產(chǎn)和作為生物技術(shù)應(yīng)用的微生物資源。但本研究結(jié)果強調(diào)菌株HUA能夠同時產(chǎn)生3種木質(zhì)素降解酶。究其原因,菌株HUA作為白腐真菌的一種,通常具有更多編碼氧化酶的基因,通過分泌漆酶和過氧化物酶去降解聚合物[16,30]。據(jù)報道,在甘蔗渣材料基質(zhì)上的隔孢伏革菌屬可以分泌37種糖苷水解酶(GH)和13種輔助活性酶(AA)等多種功能酶參與木質(zhì)纖維素、果膠和幾丁質(zhì)的降解[31]。此外,本研究中菌株HUA表現(xiàn)出較高的漆酶和錳過氧化物酶活性,表明直接的氧化作用可能有利于木質(zhì)素降解[20]。Lee等[32]研究也表明,肉色隔孢伏革菌(P.incarnata)產(chǎn)生的漆酶和錳過氧化物酶活性比其他白腐真菌分別提高了1.7和1.1倍,促進土壤中多環(huán)芳烴的降解。

作為白腐真菌的一員,菌株HUA具有較高的木質(zhì)素分解酶活性以及多環(huán)芳烴降解能力[33-34],在生物質(zhì)材料降解方面有較大的應(yīng)用潛力,但是缺乏該菌株對木質(zhì)纖維素降解特性的研究。黃孢原毛平革菌(P.chrysosporium)、雜色云芝(C.versicolor)、變色栓菌(T.versicolor)等白腐真菌能有效降解山毛櫸、毛白楊、小麥秸稈和玉米秸稈等基質(zhì)[35-37],但對葡萄枝條等農(nóng)林廢棄物降解的相關(guān)研究鮮見報道。Ding等[38]評估了6種白腐真菌對秸稈底物的降解效果,發(fā)現(xiàn)粗?jǐn)M革蓋菌(Coriolopsisgallica)的纖維素降解率(39.33%)和半纖維素降解率(29.31%)最高,鳳尾菇(Pleurotussajor-caju)的木質(zhì)素降解率(38.29%)最高。張芳芳等[20]篩選出的樺栓孔菌(T.betulina)和亞黑管孔菌(Bjerkanderafumosa)對玉米秸稈木質(zhì)素降解率分別為13.60%和21.87%,纖維素降解率分別為4.10%和4.50%。而本研究中,篩選出的菌株HUA對葡萄枝條的纖維素降解率能達17.50%,半纖維素降解率能達36.55%,可見該菌株對纖維素和半纖維素具有一定降解效果。當(dāng)然,不同的底物材料可能導(dǎo)致不同的降解率,將肉色隔孢伏革菌(P.incarnata)接種在木質(zhì)纖維素含量相對較少的枯枝落葉基質(zhì)中,經(jīng)20 d發(fā)酵后總纖維素降解21.86%[39],甚至是接種在枝條發(fā)酵培養(yǎng)液中其纖維素和半纖維素分別降解了16%和48%[40]。因此這株菌可能適合生長在富含纖維素和半纖維素的葡萄枝條廢棄物上,利用一組復(fù)合酶系(內(nèi)切和外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶)降解纖維素和半纖維素[41]。

與纖維素和半纖維素相比,木質(zhì)素具有復(fù)雜而堅韌的結(jié)構(gòu)使其能抵抗微生物降解[42]。本研究中菌株HUA對葡萄枝條木質(zhì)素降解率僅為10.33%,而Ma等[40]在經(jīng)過預(yù)處理的楊樹枝條中接種肉色隔孢伏革菌(P.incarnata),其木質(zhì)素含量從24.6%下降到10.6%。與其他研究的降解效果相比,菌株HUA對葡萄枝條木質(zhì)素降解的優(yōu)勢低于對其他基質(zhì)的降解作用。一方面可能是因為同屬菌株在不同的培養(yǎng)基質(zhì)和培養(yǎng)條件下,其產(chǎn)酶能力和降解能力有所不同[20]。另一方面可能是葡萄枝條較長且木質(zhì)化程度高[43],木質(zhì)素與纖維素和半纖維素緊密連接從而形成難降解的復(fù)雜有機聚合物[44-45],使其相比一般農(nóng)作物(如秸稈)更難降解,并且葡萄枝條廢棄物是由大量樹枝組成,這會比落葉和草暴露出更少的表面積供微生物分解[46]。此外,菌株對木質(zhì)素的降解需要最適條件,筆者僅對部分條件例如溫度進行了優(yōu)化,可能并未達到菌株的最佳發(fā)酵條件。

4 結(jié) 論

高木質(zhì)纖維素含量是制約農(nóng)林廢棄物有效利用的重要因素,篩選木質(zhì)纖維素高效降解菌,利用微生物降解農(nóng)林廢棄物是資源化利用的重要途徑。本研究廣泛收集植物凋落物,采用愈創(chuàng)木酚顯色法和苯胺藍褪色法,從植物凋落物中篩選到一株具有木質(zhì)素分解性能的菌株HUA,經(jīng)過形態(tài)和分子生物學(xué)方法,該菌株被鑒定為厚壁隔孢伏革菌,具有產(chǎn)漆酶和過氧化物酶的能力。漆酶、錳過氧化物酶和木質(zhì)素過氧化物酶活性最大值分別為53.18、174.01和9.51 U/L。將該菌接種到葡萄枝條發(fā)酵液中,顯著促進葡萄枝條木質(zhì)纖維素成分的降解,纖維素、半纖維素和木質(zhì)素降解率分別達到17.50%、36.55%和10.33%。由于本研究僅是室內(nèi)的小型發(fā)酵試驗,后續(xù)可通過預(yù)處理和接種條件的優(yōu)化,以及進一步驗證在其它高木質(zhì)纖維素農(nóng)林廢棄物中進行堆肥的效果,從微生物降解的角度為農(nóng)林廢棄物的生物還田高效利用提供科技支撐。