百益宝,镰刀菌的环保意义

氮氧化物、酚类化合物、多环芳烃、氰化物和合成染料是难处理的重要环境污染物，其结构稳定，不易降解，且毒性大，对人体健康危害极大。这类污染物主要来源于化工、石油、农药、电子、纺织、造纸、化妆品及制药工业，它们通过多种途径进入环境，对大气、水体和土壤造成污染。近年的研究表明，微生物降解环境污染物成为治理环境污染的重要方法，以细菌和真菌中的白腐菌、酵母菌和青霉菌研究颇多，而镰刀菌少有人涉及。
 

镰刀菌是真菌中一个常见且重要的种属，在环境中分布极为广泛，易培养，对营养物质要求不高，且抗毒性强。那么镰刀菌在生物脱除氮氧化物，生物降解酚类化合物、氰化物和合成染料，吸收、蓄积、降解多环芳烃等方面的作用机理和其应用前景怎样呢。
 
1镰刀菌处理氮氧化物及其机制
      Fusariumoxysporum的细胞色素P450NADH-NO还原酶（P450Nor）是属亚铁血红素-硫醇蛋白家族，是真菌反硝化作用的关键酶，此酶能催化还原2分子的NO到1分子N2O，它还可作为还原剂催化还原N2O4。Fe3+-NO复合体被认为是此酶的酶-底复合体，P450Nor在分子氧极为有限的时候，使得NO的还原加快，这与反硝化细菌的氧化氮还原酶不同，后者可以将NO直接转化为N2，但所需时间比前者要长。这为生物脱出氮氧化物的污染方面提供了理论支持和模式菌，必将在氮氧化物的治理技术上产生重要的影响。
 
2镰刀菌处理氰化物及其机制
     利用镰刀菌12号固定化细胞降解氰化物的研究表明，在培养基中添加氰化物可显著提高诱导酶的活力，经海藻酸钙固定后相对活性为89.68%，适pH=8.0～9.0，适温度为35～45℃。固定化细胞柱连续处理浓度500ppm，流速15ml/h，运转90h，出水CN-<10ppm。Alain等从被氰化物污染的土壤中分离一株在碱性条件(pH9.2～10.7)下对氰化物有良好的降解效果的FusariumsolaniIHEM8026，并利用K14CN碳原子示踪法研究了氰化物的降解途径，认为氰化物降解有两步反应：
     在反应（2）中菌株没有生长，在反应（3）中伴随着菌株的生长，说明氰化物对菌株有一定的毒性，外加营养介质对反应（3）发生有着重要的影响。除氰化物水合酶外，腈水解酶也具有降解氰化物的活性。Kobayashi等[4]认为腈水解酶酶解机理中氨基化合物是一个重要的中间体，当氰化物水合酶的佳途径为III时，腈水解酶的佳途径为IV/V。这样可对含有CN-的碱性工业废水不经酸化处理而直接进行生物处理，避免了HCN的挥发，这将对含氰废水的治理产生重要的影响。
   
3镰刀菌处理酚类化物及其机制
     镰刀菌在芳香族化合物生物圈循环中也起着重要的作用，尤其是酚类化合物，但镰刀菌有细胞壁，比细菌有更强的耐酚能力，说明镰刀菌在生物降解酚类化合物方面有着潜在应用价值。
 
4镰刀菌处理多环芳烃及其机制
     镰刀菌可以降解土壤中菲、芘，经处理360h后，对菲、芘的降解效率分别76.96%和20.69%。其可使苯巴芘矿化，并同化为自身的生物量，而且其胞内脂肪泡对多环芳烃也有累积和降解作用，其从培养基质里吸收PAH是不需能量的被动过程，累积过程不受其老化的影响。PAH在脂肪泡内的累积是PAH可能被氧化的开始位置，但累积和降解不是同步的。这说明镰刀菌既可降解多环芳烃，也可累积回收多环芳烃，具有巨大的应用前景。过去对多环芳烃的生物降解的研究多集中于白腐菌，但白腐菌的生长周期长，且在营养生长阶段不产生木质素氧化酶和锰过氧化酶等这类对PAH有降解作用的酶类，这就成了白腐菌在PAH治理应用中的瓶颈。  

5镰刀菌处理合成染料及其机制
      合成染料大多是芳香族化合物，化学结构稳定，不易降解，尤其是含璜酸基的蒽醌染料。多数研究是白腐菌降解偶氮染料，而白腐菌培养时间长，脱色时间大多在7～14d。李济吾等[8]在国内外次从膨润土中分离筛选了一株高效降解蒽醌性染料酸性蓝B的镰刀菌Fusariumsp.HJ01菌株，该菌株在25℃下培养96h后，加入到含100mg/L酸性蓝B的液体培养基中继续培养96h时，酸性蓝B的脱色率达100%，并指出该菌株所产的漆酶在酸性蓝B的降解中起着关键的作用，而且该染料的降解分为两个阶段，先是染料的吸附、富集阶段，菌体变为染料的颜色；其次是生物降解阶段，被染料染色的菌体逐渐变为原来菌体的颜色。在第二阶段，染料的生物降解包括两个步骤：一是染料透过HJ01菌株的细胞壁进入质膜，二是在质膜上的传递并通过菌体细胞的生命活动如漆酶的产生，使氧化、还原等过程得以发生，从而促使其降解。这也显示出镰刀菌在印染废水处理中的应用前景。