平菇微球对铜的去除：营养条件与漆酶活性对吸附的影响机制研究

本研究针对重金属污染治理中生物吸附效率优化难题，以平菇（Pleurotus ostreatus）微球为模型，探究不同培养基（GY2515/GY4505）对其形态、漆酶（laccase）活性及铜吸附能力的影响。意外发现高漆酶活性的复杂形态微球铜吸附容量（qm=23.27 mg g-1）反低于低活性简单形态微球（qm=133.13 mg g-1），揭示营养条件通过调控细胞壁多糖含量（Calcofluor荧光验证）而非酶活性主导吸附过程，为真菌生物吸附剂设计提供新思路。

　　

重金属污染是当今环境治理的严峻挑战，其中铜（Cu）作为兼具生物毒性和工业应用价值的元素，其去除技术备受关注。传统物理化学方法成本高且易造成二次污染，而真菌生物吸附因其环保性和高效性成为研究热点。平菇（Pleurotus ostreatus）作为典型白腐真菌（WRF），其漆酶（laccase）能氧化铜离子，但此前研究多聚焦于子实体，对微球形态与吸附能力的关联机制知之甚少。更矛盾的是，高漆酶活性是否必然提升铜吸附效率尚无定论。

为解决这一科学问题，Universidad Popular del Cesar的研究团队在《Journal of Hazardous Materials Letters》发表论文，通过对比两种培养基（高氮GY2515与低氮GY4505）培养的平菇微球，系统分析其形态特征（骨架成像）、漆酶活性（ABTS法）、铜吸附能力（Langmuir等温线），并结合SEM-EDS、FTIR和共聚焦显微镜揭示吸附机制。

关键技术方法
研究采用光学显微镜与ImageJ骨架分析量化微球形态差异；通过ABTS氧化法测定漆酶活性；利用Langmuir模型计算最大吸附容量（q_m）；SEM-EDS和FTIR表征表面元素与官能团；Calcofluor染色结合共聚焦显微镜观察细胞壁多糖分布。

研究结果

3.1 培养基成分显著影响微球特性
GY2515（高氮）培养的微球分支长度（55.8±2 mm）和周长（451±66 mm）显著高于GY4505（13.1±5.7 mm；191±59 mm），且漆酶活性在铜诱导下高达50,000 U L^-1（GY4505仅1,000 U L^-1）。但GY4505微球的铜吸附容量（q_m=133.13 mg g^-1）却是GY2515（23.27 mg g^-1）的5.7倍，颠覆了“高漆酶活性促进吸附”的假设。

3.2 表面特性与多糖含量的关键作用
SEM显示GY4505微球表面更粗糙，FTIR检测到其特有吸收峰（1107 cm^-1酯键振动、883 cm^-1多磷酸盐振动）。Calcofluor染色表明GY4505微球荧光强度更高，提示细胞壁β-葡聚糖含量丰富，可能提供更多金属结合位点。

3.3 铜处理的动态响应
铜暴露后，两种微球均出现表面铜沉积（SEM-EDS检测），但GY4505的FTIR谱中1107 cm^-1和883 cm^-1峰衰减，暗示多糖-铜相互作用。共聚焦显微镜发现铜处理导致荧光区域重分布，GY4505中形成圆形荧光聚集体，可能与铜螯合相关。

结论与意义
本研究首次揭示培养基氮源通过调控平菇微球形态和细胞壁组成（而非漆酶活性）主导铜吸附效率。低氮条件（GY4505）诱导的应激反应可能增加细胞壁多糖暴露，从而提升吸附容量。这一发现为优化真菌生物修复技术提供了新策略：通过定向调控培养条件增强非酶吸附途径，而非盲目追求高漆酶活性。未来研究可结合转录组学解析氮代谢与细胞壁合成的分子机制，推动真菌吸附剂的工业化应用。