木质纤维素生物质因资源丰富及可再生,成为有效替代日益枯竭的化石原料的重要可再生资源,但木质纤维素形成的复杂结构抗性限制其高效利用。因此,研发各种生物质预处理技术以提高转化效率,尤其是利用白腐菌预处理生物质降低抗性,提高木质纤维素的酶解糖化效率,是发展高效温和的木质纤维素生物炼制技术的重要途径。本研究以一株高效预处理白腐菌紫衫木齿菌——Echinodontium taxodii 2538为研究菌株,从木质纤维素化学结构改变与纤维素酶—木质纤维素底物相互作用等方面解析生物预处理后毛竹酶解抗性降低的关键结构,并结合胞外酶系的分泌组学研究,明确E.taxodii 2538在解除关键抗性结构中发挥主要作用的降解酶,并分离纯化关键木质素降解酶,进一步研究其对木质素模型化合物和毛竹天然木质素的催化机制,从而揭示E.taxodii 2538预处理降低毛竹生物质抗性的分子机制。主要研究内容及结论如下:1.E.taxodii 2538预处理降低毛竹酶解抗性促进了纤维素酶可及性E.taxodii 2538预处理毛竹后,从多方面改变了毛竹生物质的理化性质:去木质化程度达到30.1%,且木质素-多糖复合物（Lignin-carbohydrate complex,LCC）被E.taxodii 2538降解,毛竹基质中直径为5-10 nm的中孔总体积显著增加,这些结构的变化减弱了木质素的空间位阻作用,增强纤维素酶对纤维素底物的可及性。使纤维素酶有效吸附率达到69.99%,糖化率提升了2.86倍,达到264.5±12.8 mg/g基质。表明毛竹生物质酶解抗性与E.taxodii 2538预处理去木质化程度及理化性质的改变密切相关。2.解析了E.taxodii 2538降低生物质抗性过程中的结构变化及其酶系利用经典的Bj（?）rkman方法从毛竹样品中同步分离磨木木质素（Milled wood lignin,MWL）和LCC,利用二维核磁技术（Two dimentional nuclear magnetic resonance,2D-NMR）表征E.taxodii 2538预处理毛竹过程中关键抗性结构——木质素和LCC结构的变化。结果发现,一方面E.taxodii 2538通过对木质素侧链Cα-OH的氧化反应,增强木质素氧化解聚的反应性,导致毛竹木质素内部连键断裂和苯环结构单元的开环;另一方面,E.taxodii 2538可以断裂苯基糖苷键、酯键和苄基醚键等三种主要LCC连键,以及阿魏酸介导的木质素与木聚糖之间的连接,破坏LCC的交联结构,结果降低了木质素对纤维素酶的空间位阻作用,增加纤维素酶的可及性。同步分析预处理不同阶段的胞外分泌组特征,并与化学结构变化分析相结合,结果发现,E.taxodii2538主要通过胞外锰过氧化物酶氧化毛竹木质素,降低木质素对纤维素酶的空间位阻,其次利用胞外酯酶水解木质素与多糖之间的LCC连键破坏生物质物理结构,从而降低木质纤维素的酶解抗性,显著提升毛竹糖化效率。3.明确了锰过氧化物酶去木质化降低生物质抗性的作用机理为了解析关键酶锰过氧化物酶氧化主要抗性结构木质素的作用机制,从E.taxodii 2538分离纯化获得一个锰过氧化物酶（Et-Mn P）,该酶显示出较高的氧化还原电位,达到1.37 V。对木质素单体和木质素二聚体模型化合物的降解研究表明,该酶不仅能氧化酚型和非酚型的木质素单体模型化合物,而且能氧化断裂5-5’二聚体的C-C连键。进一步以毛竹木质素为底物研究Et-Mn P对天然木质素的降解,结果显示Et-Mn P可以氧化木质素的Cα-OH,断裂木质素内部连键,尤其是C-C连键,从而使木质素解聚,木质素缩合度降低56.1%,表明其在E.taxodii 2538氧化降解毛竹木质素降低生物质抗性的过程中发挥关键作用。综上所述,本研究通过木质纤维素大分子结构表征、E.taxodii 2538分泌组学和木质素抗性结构生物氧化研究,揭示了白腐菌预处理降低毛竹生物质酶解抗性的相关机制,不仅完善了白腐菌降解木质纤维素的理论基础,而且对木质纤维素生物炼制具有重要指导意义。