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纤维素酶是木质纤维素资源转化过程中最关键因素，也是制约生物质有效转化和应用的瓶颈。在大多数产纤维素酶的菌株中，碳源是纤维素酶合成的重要调控因素。丝状真菌里氏木霉（Trichoderma reesei）QM9414是生产纤维素酶的重要工业菌株，但对该菌株纤维素酶合成中，不同碳源的影响及其机制目前尚不清楚，使得该菌株生产纤维素酶的效率难以提高，应用前景受到很大限制。
本研究首先对里氏木霉QM9414在纤维素、木聚糖、乳糖、甘油、葡萄糖等不同碳源培养条件下，纤维素酶、木聚糖酶的活性差异以及其培养液中总分泌蛋白的表达差异进行了分析。发现在纤维素和乳糖这两种碳源培养条件下，纤维素酶的活性显著高于其它碳源培养条件，木聚糖酶活性也较高，说明纤维素和乳糖均可诱导纤维素酶和木聚糖酶的合成；木聚糖作为碳源，纤维素酶和木聚糖酶活性也较高，其中木聚糖酶活性明显高于其他碳源的诱导，表现强烈的底物诱导效应；甘油是一种中性的碳源，即对两种酶既不诱导，也不抑制；而葡萄糖为碳源，两种酶的活性都极低，是两种酶合成的抑制性碳源。通过对不同碳源培养条件下，里氏木霉QM9414培养液中总分泌蛋白的SDS—PAGE和2DE分析，获得其分泌蛋白表达谱，除纤维素酶外，还发现了一些其它差异显著的蛋白位点，说明不同碳源对里氏木霉QM9414的胞外分泌蛋白合成的影响是不同的。选取其中在不同碳源条件下，差异表达的蛋白，进行质谱分析，获得6个蛋白序列，根据里氏木霉基因组数据库序列的同源性分析发现：乳糖诱导了一个与海藻糖酶同源的蛋白；而木聚糖诱导产生了一个未知的蛋白质高表达；纤维素为碳源诱导产生了与阿拉伯糖酶同源的蛋白质；葡萄糖为碳源诱导产生与水解α-2，4—糖苷键的淀粉酶同源的蛋白质；在甘油为碳源时获得了一个未知蛋白质。根据同源性分析，不同碳源诱导产生的蛋白都是与碳源利用有关的糖苷键水解酶。并且都与已知酶分子的结构有所不同，表明里氏木酶QM9414可分泌丰富的糖苷键水解酶。
为了验证胞外分泌的蛋白是否具有相应的根据信息学推断的酶活性，对乳糖诱导高表达的海藻糖酶同源蛋白基因进行了克隆，并在原核细胞中表达了该基因。结果表明该基因编码蛋白具有海藻糖酶活性。该酶是在木霉属胞外分泌蛋白中首次发现，也是真菌中少见的能分泌到胞外的海藻糖酶。海藻糖酶活性的确证，同时也证明了已获得的胞外分泌的其它蛋白具有潜在的开发利用价值。
纤维素和葡萄糖分别是里氏木霉纤维素酶基因表达的诱导剂和抑制剂，因此分析这两种条件下其基因表达的差异，可以获得在纤维素酶被诱导和抑制情况下，有哪些相关基因随之开放或关闭、哪些基因表达上调或下调，尤其是一些信号通路和转录调控因子基因差异表达信息，从而探索纤维素酶合成代谢的调控机制。为了探讨碳源对里氏木酶QM9414产纤维素酶的影响机制，本研究采用cDNA—AFLP技术，对里氏木霉在纤维素和葡萄糖这两种碳源培养条件下的基因表达差异谱进行了分析。研究中，用60对选扩引物，获得约4000条DNA片段，挑选了有明显差异的19条cDNA片段，其中葡萄糖为碳源条件下，特有表达的有5条、表达上调的有4条；纤维素为碳源条件下，特有表达的有6条、表达上调的有4条。克隆这19条（TDFs），测序后，在木霉基因组数据库中比对，得到其同源序列信息，并获知其可能的基因功能。其中在纤维素诱导纤维素酶表达条件下，发现了一个特异表达的蛋白激酶基因和色氨酰tRNA合成酶，一个高表达的核糖体蛋白，表明纤维素可能通过蛋白磷酸化途径激活纤维素酶合成相关的基因，促进纤维素酶的合成；在葡萄糖抑制纤维素酶表达条件下，发现了一个特异表达的转录调控因子蛋白基因，该蛋白具有锌指结构域，可以和DNA结合而调控基因的转录，表明葡萄糖可能通过某种信号途径调控基因的转录水平而抑制纤维素酶的合成。
本研究利用蛋白质双向电泳，cDNA—AFLP等技术，分析了不同碳源条件下，里氏木霉QM9414产纤维素酶等胞外分泌蛋白差异以及胞内基因组转录谱差异，为揭示纤维素酶合成调控机制提供了大量的信息，也为进一步建立纤维素酶合成调控信号传导的分子网络系统奠定了基础。本研究同时还获得了一些在特定碳源诱导下，里氏木霉胞外分泌的未见报道的新的糖苷键水解酶的蛋白信息，拓展了里氏木霉的应用范围，可以利用里氏木霉生产更多的实用酶。因此本研究既有理论意义，也有潜在的应用价值。