中科院：秸稈降解利用取得進(jìn)展
4月30日，中科院宣布天津工生所在秸稈降解利用研究方面取得進(jìn)展，該研究成果利于緩解霧霾產(chǎn)生。
生物質(zhì)資源有效利用是緩解能源危機(jī)、減少溫室氣體排放、促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。農(nóng)作物秸稈以其生產(chǎn)范圍廣、年生產(chǎn)量大、不與人爭(zhēng)糧以及纖維素、半纖維素含量高等優(yōu)點(diǎn)成為重要的生物煉制原料。然而，由于秸稈成分復(fù)雜、堅(jiān)韌、異質(zhì)性高，使得不同農(nóng)作物秸稈在生物煉制過(guò)程中所需的降解酶系可能會(huì)有所不同。因此，厘清微生物降解過(guò)程中利用的不同農(nóng)作物秸稈的共性和特性，有助于理性改造生物質(zhì)降解菌，開(kāi)發(fā)有效的從秸稈到產(chǎn)品的微生物直接轉(zhuǎn)化策略，實(shí)現(xiàn)化學(xué)品和燃料的生物煉制。
中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所田朝光研究組以粗糙脈孢菌為研究對(duì)象，選取我國(guó)主要的五種農(nóng)作物秸稈（大麥、小麥、玉米、水稻以及大豆的秸稈）作為唯一碳源，采用第二代高通量測(cè)序技術(shù)（RNA-Seq），系統(tǒng)探討了真菌響應(yīng)不同生物質(zhì)底物的特點(diǎn)；虿町惙治鲲@示，物種秸稈共同誘導(dǎo)了430個(gè)基因上調(diào)表達(dá)，是響應(yīng)植物生物質(zhì)的核心，其中包含大量碳水化合物活性酶（CAZy）基因。在這個(gè)響應(yīng)核心中，雖然有些基因在碳饑餓條件下上調(diào)表達(dá)，但仍有252個(gè)基因被植物生物質(zhì)特異誘導(dǎo)，屬于生物質(zhì)調(diào)節(jié)子（Biomassregulon）。進(jìn)一步通過(guò)與微晶纖維素（Avicel）、木聚糖（Xylan）以及果膠（Pectin）調(diào)節(jié)子的比較分析發(fā)現(xiàn)，88個(gè)基因僅在生物質(zhì)上被誘導(dǎo)。通過(guò)篩選這88個(gè)特異數(shù)據(jù)庫(kù)中的轉(zhuǎn)錄因子發(fā)現(xiàn)，缺失了轉(zhuǎn)錄因子rca-1能顯著提高粗糙脈孢菌在農(nóng)作物秸稈上的產(chǎn)酶水平；因此，推測(cè)可能是由于在生物質(zhì)上缺失了rca-1有助于抑制纖維素酶調(diào)控的核心樞紐之一clr-2的表達(dá)。在Δrca-1的基礎(chǔ)上再缺失負(fù)調(diào)控因子cre-1，能進(jìn)一步提高粗糙脈孢菌在生物質(zhì)上生長(zhǎng)時(shí)木質(zhì)纖維素酶的表達(dá)水平。
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