基于不同基质杏鲍菇降解酶系的研究

• 作 者: 赵翠敏
• 出 处: 河北工程大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 杏鲍菇 酶活 蛋白质组学 漆酶 过表达

杏鲍菇[Pleurotus eryngii(DC.et Fr.)Quèl.],学名刺芹侧耳,是工厂化生产的菇种。随着杏鲍菇栽培规模的不断扩大,对杏鲍菇栽培基质的需求量也随之增大。但是杏鲍菇降解木质纤维素的降解机制尚未清晰,这种现状制约了杏鲍菇对栽培基质中营养物质的充分利用。本实验室前期已经完成了杏鲍菇ACCC52611菌株的基因组测序及分析,在此基础上,本研究系统地探究了杏鲍菇降解木质纤维素的降解机制,主要研究结果如下:1.观察该菌株在棉籽壳、木屑、玉米芯、玉米秸秆、甘蔗渣、花生壳和柠条7种农林废弃物基质上的菌丝生长速度,并测定其液体发酵胞外产漆酶、木质素过氧化物酶的情况。结果显示,以玉米芯、玉米秸秆、木屑、花生壳为基质的培养基上,菌丝长速和长势较好,显著优于棉籽壳、柠条和甘蔗渣基质上的菌丝生长状况,其中甘蔗渣培养基质上的菌丝长势最弱;液体发酵胞外酶活性的测定结果显示,在菌丝长速和长势较好的这些基质的液体发酵液中,漆酶和木质素过氧化物酶的活性也相应较高,说明菌丝的生长速度与诱导产生的木质纤维素酶类的活性紧密相关,活性越高,所能释放的碳源越多,菌丝生长状况就越好。2.通过比较杏鲍菇菌丝在以葡萄糖、木屑、花生壳和甘蔗渣4种为基质液体发酵培养产生的分泌蛋白,分析了杏鲍菇木质纤维素降解酶的表达模式。共鉴定到2302个肽段和699个蛋白,在葡萄糖、木屑、花生壳和甘蔗渣培养基中分别鉴定到450、598、540和582个蛋白。在699个蛋白中共鉴定到157个碳水化合物活性酶(CAZy),占总蛋白的22.46%。在木屑基质中鉴定到的CAZy蛋白最多为148个,在花生壳基质和甘蔗渣基质中分别鉴定到CAZy蛋白126个和131个,在葡萄糖基质中鉴定到的CAZy蛋白数量最少124个。胞外酶活性分析也验证了此结果。以上结果表明杏鲍菇能够分泌降解木质纤维素的完整的胞外酶系。在关键蛋白的研究中,发现漆酶的蛋白丰度与基质中木质素含量的趋势一致,且4种基质中均是漆酶A0A067NLM3蛋白的丰度最大,验证了漆酶是降解木质素的关键酶。3.对漆酶基因的功能进行研究。对Lac4进行了相关生物学信息分析并确定了其结构。完成了Lac4过表达载体的构建,并转化到了杏鲍菇ACCC52611菌株中,但是由于时间的限制,未获得过表达转化子。通过以上研究初步揭示了杏鲍菇对木质纤维素的利用机制,有利于根据杏鲍菇降解木质纤维素的特异性,发现适于杏鲍菇栽培的新型栽培基质。提高基质的利用率,避免基质中的养分浪费。