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植物通过光合作用而再生,资源十分丰富。植物是良好的制造沼气和乙醇的原料,而木质素难于被降解,这是制约利用植物生产沼气和乙醇产业发展的瓶颈问题。本文研究构建和应用含木质素酶系(木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶)基因工程菌降解植物的木质素。应用反转录PCR扩增白腐真菌的木质素过氧化物酶基因和锰过氧化物酶基因,PCR扩增枯草芽孢杆菌的漆酶基因。分别构建含木质素过氧化物酶基因的表达载体、含锰过氧化物酶基因的表达载体和含漆酶基因的表达载体。用电转化的方法,分别将以上构建的表达载体转化毕赤酵母、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母,获得含木质素过氧化物酶基因的毕赤酵母工程菌、含锰过氧化物酶基因的毕赤酵母工程菌；含木质素过氧化物酶基因的酿酒酵母工程菌、含锰过氧化物酶基因的酿酒酵母工程菌、含漆酶基因的酿酒酵母工程菌；含木质素过氧化物酶基因的枯草芽孢杆菌工程菌、含锰过氧化物酶基因的枯草芽孢杆菌工程菌和含漆酶基因的枯草芽孢杆菌工程菌。将含木质素过氧化物酶基因的工程菌进行发酵,用发酵产物测定木质素过氧化物酶活性,其酶活性分别是：97U/ml发酵液(毕赤酵母工程菌),57.4U/ml(枯草芽孢杆菌工程菌),43.4U/ml(酿酒酵母工程菌)；将含锰过氧化物酶基因的工程进进行发酵,用发酵产物测定锰过氧化物酶活性,其酶活性分别是：0.933U/ml发酵液(毕赤酵母工程菌),1.870U/ml(枯草芽孢杆菌工程菌),0.580U/ml(酿酒酵母工程菌)：将含漆酶基因的工程菌进行发酵,用发酵产物测定漆酶活性,其酶活分别为：68.7U/ml(毕赤酵母工程菌),119.3U/ml(枯草芽孢杆菌工程菌),80.1U/ml(酿酒酵母工程菌)。分别用含木质素酶系(木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶)的同种工程菌的混合菌预处理水稻秸杆,同时以含木质素酶系的白腐真菌、氨水、枯草芽孢杆菌、毕赤酵母、酿酒酵母预处理秸秆为对照,扫描电镜结果显示,经过4天预处理枯草芽孢杆菌工程菌混合菌和含毕赤酵母工程菌混合菌对于木质素的降解作用明显,不仅强于枯草芽孢杆菌、毕赤酵母、酿酒酵母工程菌、酿酒酵母对照组,也强于白腐真菌对照组和氨水对照组。将以上经过预处理的水稻秸秆发酵沼气7天,获得沼气量最多的是用含木质素酶系基因的枯草芽孢杆菌工程菌(混合菌)预处理的水稻秸秆,其次含木质素酶系基因的毕赤酵母工程菌(混合菌)。含木质素酶系的枯草芽孢杆菌工程菌的混合菌液预处理的水稻秸秆的产气量不仅极显著(P<0.001)多于酿酒酵母、毕赤酵母和枯草芽孢杆菌的产气量,也极显著(P<0.001)多于氨水、含木质素酶系基因的白腐真菌、酿酒酵母工程菌、毕赤酵母工程菌预处理水稻秸秆的产气量；含木质素酶系基因的毕赤酵母工程菌预处理水稻秸秆的产气量极显著(P<0.001)多于含木质素酶系基因的白腐真菌、氨水、酿酒酵母工程菌、毕赤酵母预处理水稻秸秆的产气量。综上所述,本文研究成功地构建了含木质素酶基因的枯草芽孢杆菌工程菌、毕赤酵母工程菌和酿酒酵母工程菌,实现了木质素酶基因在枯草芽孢杆菌工程菌、毕赤酵母工程菌和酿酒酵母工程菌中的分泌表达。尤其是证明了含木质素酶系基因的混合枯草芽孢杆菌工程菌和混合毕赤酵母工程菌具有高效的降解植物的木质素的功能。本文的研究为利用植物生产沼气和乙醇的预处理提供新的有效的新途径,有利于促进利用植物生产沼气和乙醇产业的发展。