秸秆降解菌棘孢木霉的碳阻遏效应及调控特征

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作   者：

刘冰洋;  申林培;  马康婷;  王群;  单胜道; 

作者机构：

浙江科技大学环境与资源学院; 

关键词：

凝胶阻滞试验;  转录因子Cre1;  生物素标记;  棘孢木霉T-1;  碳代谢阻遏; 

期刊名称：

浙江科技大学学报

i s s n：

1671-8798

年卷期：

2025 年 37 卷 001 期

页   码：

1-10

摘   要：

碳代谢阻遏效应是抑制木质纤维素类生物质转化的重要因素。【目的】为提高降解菌棘孢木霉对废弃秸秆的转化效率，对秸秆发酵过程中的碳代谢阻遏特征和转录抑制因子碳分解代谢阻遏物1(carbon catabolite repression 1,Cre1)与目标基因的结合规律进行了研究。【方法】首先通过向秸秆液态发酵体系添加不同质量分数的葡萄糖来监测纤维素酶活性变化规律，分析纤维素降解菌棘孢木霉T-1的木质纤维素降解代谢阻遏效应；然后通过定点诱变破坏β-1,4-内切木聚糖酶基因启动子的5′-SYGGRG-3′序列，借助异源表达获得棘孢木霉T-1的转录因子Cre1蛋白；最后利用脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)-蛋白质体外结合和凝胶阻滞试验探究转录因子Cre1与β-1,4-内切木聚糖酶基因启动子的结合效应。【结果】在秸秆发酵60 h时添加质量分数为2%的葡萄糖可使棘孢木霉T-1的滤纸酶活性和羧甲基纤维素酶活性分别下降了49.9%和74.1%,表现出明显的碳源阻遏效应，且该效应随葡萄糖质量分数的增大而增大；β-1,4-内切木聚糖酶基因启动子上存在6个转录因子Cre1的结合位点，突变位于164～170 bp处的GTGGCG序列或294～300 bp处的CTGGAG序列可更有效减缓转录因子Cre1与启动子的结合，但无法完全消除该结合。【结论】本研究探明了秸秆高效降解菌棘孢木霉的碳源阻遏效应及其调控因子关键识别序列，为其遗传改造提供了理论依据。