新華社北京3月17日電 美國研究人員發現,食草動物胃里的一類厭氧真菌能降解植物最堅硬的成分——木質素。這一發現將有助于開發用木質素生產生物燃料或精細化學品的新方法。相關論文日前發表在英國《自然·微生物學》雜志上。

美國加利福尼亞大學圣巴巴拉分校的研究人員說,此前關于生物降解木質素的研究集中于需氧反應,例如來自白蟻共生真菌的某些酶能在有氧環境中降解木質素。他們通過實驗首次證明,厭氧真菌新麗鞭毛菌門的兩個菌種能夠降解木質素,而且效率比白蟻共生真菌更高。

新麗鞭毛菌門的真菌是食草動物消化道微生物群的重要成員。研究人員采用了其中兩個菌種,分別放置在未經化學處理的柳枝稷、高粱和楊樹木質纖維素培養基中,這三種植物代表了自然界中木質素的三個主要來源:草葉、秸稈和木材。

通過測量真菌在不同培養基中的活性,以及培養前后木質纖維素混合物的成分變化,研究人員確認這兩種真菌能在無氧環境中降解木質素,包括木材里的木質素。光譜分析也證實,木質素分子的一些化學鍵被破壞了。

植物主要由纖維素、半纖維素和木質素組成,統稱木質纖維素。其中木質素的結構最為堅固,正是它讓木材質地堅硬、不易腐蝕,但這一特性也讓木質素難以在現代生物化學工業中得到應用。

食草動物如牛羊的瘤胃里有著大量微生物,能在無氧環境中降解植物中的纖維素和半纖維素,但此前人們尚不確定這些微生物是否能降解木質素。

該成果為木質素的利用開辟了新的研究方向。木質素在自然界中含量非常豐富,最高可占到草本植物干重的30%,有效的降解手段不僅能將木質素轉化成生物燃料,還能用于生產多種芳香族化合物。