美研究人员发现厌氧真菌可降解木质素

新华社

美国研究人员发现，食草动物胃里的一类厌氧真菌能降解植物最坚硬的成分——木质素。这一发现将有助于开发用木质素生产生物燃料或精细化学品的新方法。相关论文日前发表在英国《自然·微生物学》杂志上。

2023年1月26日，羊群在科威特杰赫拉省一片草地上吃草。图源：新华社

美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的研究人员说，此前关于生物降解木质素的研究集中于需氧反应，例如来自白蚁共生真菌的某些酶能在有氧环境中降解木质素。他们通过实验首次证明，厌氧真菌新丽鞭毛菌门的两个菌种能够降解木质素，而且效率比白蚁共生真菌更高。

新丽鞭毛菌门的真菌是食草动物消化道微生物群的重要成员。研究人员采用了其中两个菌种，分别放置在未经化学处理的柳枝稷、高粱和杨树木质纤维素培养基中，这三种植物代表了自然界中木质素的三个主要来源：草叶、秸秆和木材。

通过测量真菌在不同培养基中的活性，以及培养前后木质纤维素混合物的成分变化，研究人员确认这两种真菌能在无氧环境中降解木质素，包括木材里的木质素。光谱分析也证实，木质素分子的一些化学键被破坏了。

植物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，统称木质纤维素。其中木质素的结构最为坚固，正是它让木材质地坚硬、不易腐蚀，但这一特性也让木质素难以在现代生物化学工业中得到应用。

食草动物如牛羊的瘤胃里有着大量微生物，能在无氧环境中降解植物中的纤维素和半纤维素，但此前人们尚不确定这些微生物是否能降解木质素。该成果为木质素的利用开辟了新的研究方向。木质素在自然界中含量非常丰富，最高可占到草本植物干重的30%，有效的降解手段不仅能将木质素转化成生物燃料，还能用于生产多种芳香族化合物。