摘要: 本文从采自长白山阔叶林的土样里筛选得到一株纤维素分解菌，在对该菌株的最佳发酵条件进行研究的同时， 运用基因组学技术和转录组学技术，通过测定并分析该菌株的全基因组序列和经羧甲基纤维素钠（CMCNa）驯化前、后转录组基因的表达差异，探讨其降... 展开 本文从采自长白山阔叶林的土样里筛选得到一株纤维素分解菌，在对该菌株的最佳发酵条件进行研究的同时， 运用基因组学技术和转录组学技术，通过测定并分析该菌株的全基因组序列和经羧甲基纤维素钠（CMCNa）驯化前、后转录组基因的表达差异，探讨其降解纤维素的代谢途径。具体研究成果如下： 1.利用刚果红染色法和二硝基水杨酸（DNS）法从采集的土样中筛选出一株产纤维素酶活力较高的菌株B-6。经鉴定，该菌株为桔青霉（Penicillium citrinum）。 2.通过单因素试验与Box-Behnken响应面试验，探讨培养基组分和培养条件对菌株B-6产纤维素酶的影响。结果显示，菌株B-6的最佳发酵条件为：麸皮12.5g/L、硫酸铵1.3g/L、氯化钠3g/L、初始pH5、温度23℃、接种量4%，在此条件下菌株B-6的滤纸酶活(FPA)和羧甲基纤维素酶活(CMC)分别可达2.53U/mL和4.89U/mL。 3.采用Illumina平台测定菌株B-6的全基因组并进行生物信息学分析。结果显示，菌株B-6的基因组大小为32,864,423bp，检测到12065个蛋白编码基因。KEGG注释结果显示，有719个基因参与编码纤维素降解相关的酶。 4.采用Illumina平台测定菌株B-6经羧甲基纤维素钠驯化前、后的差异基因表达情况并进行生物信息学分析。结果显示，菌株B-6驯化前后的差异显著基因共有1177个，其中上调基因941个，下调基因236个。GO注释结果显示，菌株B-6在生物过程中富集到的差异显著基因有184个。其中，与纤维素分解相关的差异显著基因有12个；KEGG注释结果显示，差异显著基因主要富集在淀粉和蔗糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸盐相互转化和乙醛酸和二羧酸的代谢等24条通路中，其中，被富集到淀粉和蔗糖代谢通路中的差异显著基因最多，有28个。在该通路中，内切葡聚糖酶基因在驯化前后的变化显著，与驯化前相比上调了约15倍，表明该酶在菌株B-6降解纤维素的过程中具有重要的作用，是分解纤维素的关键酶。纤维素可在内切葡聚糖酶的作用下被水解为纤维糊精，纤维二糖，再在β-葡萄糖苷酶的作用下水解为葡萄糖。 收起