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当今社会,以化石燃料为代表的传统能源面临着资源枯竭、环境污染、生态恶化等一系列现实难题,寻找一种绿色的可再生清洁能源迫在眉睫。植物生物质资源具有可再生、污染小、分布广泛、储备丰富等优势,可用于新一代燃料乙醇的生产,是化石燃料的最佳替代品之一。在植物生物质的利用过程中发现,木质素结构复杂且不易降解,严重阻碍了纤维素资源的开发,大大降低了能源的生产效率。因此,木质素的降解成为提高生物质资源价值的重要途径。生物法降解木质素是一种经济、安全、高效的处理方法,降解木质素的细菌因来源广泛、适应性强、生长速度快、基因表达系统相对简单而备受关注。但是,目前发现的木质素降解细菌种类尚不完善,细菌降解酶系及其降解机制的研究相对较少且不深入。基于此,本研究以秦岭山脉中的朽木作为样品,探索木质素降解细菌的种类分布,筛选潜力菌株,并对木质素降解酶系及降解机制进行研究,获得的主要结果如下:（1）以碱木素作为唯一碳源,通过连续培养从5种朽木样品中筛选出123株能够利用碱木素生长的细菌,经过菌种鉴定发现不同样品中细菌的种类差异较大,其中19株菌对苯胺蓝平板有明显的脱色能力;酶活测定结果显示Pseudomonas属和Ochrobactrum属菌株的综合酶活相对较高;从中挑选出3株酶活较高的细菌作用于碱木素和小麦秸秆,测定结果表明,在7 d时3株菌对碱木素和小麦秸秆的降解率为15%左右,对比后选择Ochrobactrum sp.J10菌和Pseudomonas sp.Q18菌作为潜力菌株用于下一步研究。（2）将细菌Ochrobactrum sp.J10和Pseudomonas sp.Q18作用于碱木素和小麦秸秆,采用FE-SEM、GPC和GC-MS对两株菌的降解性能进行测定和分析,确定它们的木质素降解能力。结果显示:经两株菌降解后,碱木素和小麦秸秆的外观形态发生了明显变化,表面遭到破坏,且粒度变小,出现小的片段;降解后的碱木素组分中,高分子量的组分所占比例减少,低分子量的组分比例显著增加;而且,随着时间的延长,在降解产物中鉴定到了大量的芳香化合物单体,尤其是木质素单元结构（如香草酸、阿魏酸等）。这些现象均证实了细菌Ochrobactrum sp.J10和Pseudomonas sp.Q18对木质素具有良好的降解能力。（3）从木质素降解细菌Ochrobactrum sp.J10中发现一种新颖的“小漆酶”OhLac,对其进行克隆、表达及纯化后,以ABTS、愈创木酚和2,6-DMP为底物,研究了小漆酶OhLac的酶学性质。结果表明:小漆酶的开放阅读框为837 bp,蛋白质分子量为31.0 kDa,属于多铜多酚氧化酶家族。在催化不同底物时,OhLac酶在pH为3.0-5.0、温度为50-60℃时的酶活最佳,且添加适当浓度的Cu2+对酶活有促进作用。由酶促动力学研究结果可知,重组小漆酶OhLac在三种底物下的Vmax均在60 U/mg左右,对愈创木酚的亲和力最大,催化效率最高。将重组酶OhLac与市售真菌漆酶TvL相比,OhLac对含苯环类的化合物催化效率均高于真菌漆酶,是TvL的3-8倍。（4）从Pseudomonas sp.Q18菌中发现了一种染料脱色过氧化物酶PmDyP,它的开放阅读框为864 bp,属于B型的DyP过氧化物酶家族。对PmDyP构建工程菌,诱导酶的表达,发现PmDyP以包涵体的形式存在,继而对其进行变性、纯化和梯度复性,获得分子量为31.2 kDa的PmDyP酶。以ABTS、愈创木酚、2,6-DMP和MnCl2为底物,测定重组PmDyP的酶学性质,结果发现,PmDyP作用于ABTS时的最适pH值为3.0,其余底物最适pH值为6.0;温度在50-60℃时酶活力最高,但超过60℃酶活稳定性迅速下降;PmDyP对MnCl2的催化效率最高,kcat/Km值可达到3.4×10~4 M-1s-1。（5）通过定点突变技术对重组酶PmDyP进行改造,以提高其催化氧化效率。采用重叠PCR技术对三个氨基酸H125Y、A142V和E188K实现定点诱变,获得8个突变体,挑选出效果最佳的突变体PmDyP-5c,进行酶学性质研究。结果表明,与野生酶PmDyP相比,突变酶PmDyP-5c的催化效率显著提高,对于不同底物催化的kcat/Km值提高了3-5倍。对突变酶的空间构象分析得出,谷氨酸E188处在血红素进入主通道的表面,与底物的直接作用有重要关系,A142V处于区段E140-A146的α-螺旋上,突变有利于增加螺旋的倾向,会影响局部残基间的作用。三个位点的突变使酶的空间构象发生了改变,从而提高了酶的催化活力。（6）将重组酶OhLac和PmDyP-5c分别作用于木质素模型化合物GGE,对降解产物进行鉴定分析,在产物中发现了芳香化合物单体愈创木酚和香草酸。同时采用软件Auto Dock分析酶-底物分子对接,找出了PmDyP-5c酶、OhLac酶与GGE结合的氨基酸残基以及之间的氢键作用。对重组酶的降解机制进行分析得出,PmDyP-5c与GGE模型化合物的作用过程为:PmDyP-5c和H2O2结合,作用于底物GGE使之产生含自由基的中间体,在进一步催化作用下,使自由基氧化成最终产物愈创木酚和香草酸。而小漆酶OhLac对木质素的降解过程不同于PmDyP-5c:氧气与小漆酶OhLac结合,将介体ABTS氧化成具有高氧化还原点位的稳定中间体,氧化后的介体作用于底物,导致二聚体解聚,形成最终的产物。将重组酶OhLac和PmDyP-5c应用于碱木素、小麦秸秆、玉米秸秆和柳枝稷中木质素的降解,结果发现,在碱木素中出现了明显的解聚沉淀,木质纤维素原料的表观形态也发生变化,通过木质素降解率测定,表明了重组酶OhLac和PmDyP-5c对木质素具有良好的降解效果。