温度胁迫下贵州木霉突变菌株L7分解木质纤维素的研究开题报告

全文总字数：3265字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

随着世界能源、资源以及环境问题日趋严峻，对现有资源合理利用或转化的趋势越来越明显。植物纤维是自然界种子植物中广泛存在的厚壁组织，是纤维素与各种营养物质结合生成的丝状或者絮状物。除了对植物纤维本身的利用之外，人类也希望通过对其的分解转化获得能源或其他资源。在分解转化过程中，起关键作用的是纤维素酶，随着对植物纤维利用的需求增加，纤维素酶需求量也跟着增加。高效的纤维素分解菌的获得已经成为世界各国微生物界研究的热点，特别是在堆肥以及生物能源领域的研究^[1]。

大量的研究表明，接种菌剂可以使堆肥物料快速达到高温，缩短堆肥腐熟进程，有效杀灭病原微生物，提高堆肥质量，施用后作物增产效果显著。而在堆肥过程中形成的中间产物大多为碳水化合物，这些糖类化合物将会阻遏堆肥体系中纤维素分解类微生物纤维素酶和半纤维素酶的分泌，特别是在代谢的旺盛期尤为明显，这势必会影响堆肥的效率^[2]。

高效纤维素分解菌除了在堆肥中运用外，生物能源领域也应用比较广泛，而生物能源生产过程第一步就是高活力纤维素酶的获得。roslan 等利用稻草秸秆固体发酵模式生产纤维素酶,他们所用的菌种为一株高效的纤维素分解菌^[3]；nakashima 等采用同步多菌产酶水解发酵法利用农业废弃物来生产酒精^[4]；shields 等利用纤维素酶糖化甘蔗渣来生产生物酒精,他们在研究过程中都发现纤维素酶是制约生物能源生产的主要因素，特别是在采用同步多菌产酶水解发酵法时纤维素分解菌降解物阻遏效应更加突出，严重影响了生物酒精产量的提高^[5]。

2. 研究的基本内容和问题

1)研究目标

（1）寻找对菌株t. guizhouense njau 4742及突变菌株l7在两种温度下分解木质纤维素的差异。

（2）揭示不同温度对菌株t.guizhouense njau 4742木质纤维素酶系调控及其机制。

3. 研究的方法与方案

1.研究材料

菌株：t. guizhouense njau 4742及l7突变株

2.研究方法与实验方案

4. 研究创新点

本实验选取2个温度，分别为28℃和37℃，在两种不同的温度下分别研究真菌对水稻秸秆的分解情况。在此项研究中，木霉分泌的蛋白质被使用等压标签进行相对和绝对分析通过纳米LC-MS / MS定量（SWATH）。被检测到的蛋白质在不同通路上的富集差异说明了在不同温度下蛋白质的响应情况，并且通过对检测到的所有的差异蛋白的interaction分析结果，表明了在不同温度下起最关键作用的蛋白质。这些蛋白质的差异情况更加直接的揭示了不同温度下木霉分解木质纤维素能力的差异的原因，阐明了木霉响应不同温度的机制。

5. 研究计划与进展

1）研究计划

3.1-3.15验证贵州木霉对纤维素的降解能力（测定酶活：内切、外切、滤纸、木聚糖、胞外蛋白等）

3.15-4.1验证贵州木霉在高温（37℃）胁迫下对纤维素的降解能力下降（测定酶活：内切、外切、滤纸、木聚糖、胞外蛋白等）