生物质是地球上含量最丰富的可再生实用性资源,其中80%以上是木质纤维素。木质纤维素可以在各类降解酶的作用下分解为可进一步转化的小分子,但目前这些酶的使用成本仍然较高。丝状真菌里氏木霉是工业上最主要的木质纤维素降解酶生产菌之一。深入研究里氏木霉的产酶特性,选育性能优良的产酶菌株,具有重要的研究意义。本论文的主要研究内容如下:1.XYR1突变体过表达菌株生产纤维素酶能力研究XYR1是调控里氏木霉木质纤维素降解酶基因表达的主要激活因子。课题组前期通过在里氏木霉QP4中过表达转录因子突变体XYR1A824V得到了 OExyr1*菌株,使得纤维素酶的表达能够摆脱对纤维素等诱导性碳源的依赖。为了进一步揭示OExyr1*菌株的产酶特性,本论文研究了不同种类碳源对OExyr1*菌株生产纤维素酶的能力,发现在葡萄糖为唯一碳源的培养基上该菌株产纤维素酶的能力超出纤维素培养基14%,且在木糖培养基上产木聚糖酶的能力显著高于葡萄糖培养基,为其3.2倍。通过分析OExyr1*与出发株QM9414在葡萄糖及木糖条件下的转录组数据,发现在葡萄糖或木糖条件下OExyrl*菌株中纤维素酶和半纤维素酶基因的转录本丰度均有上调,但部分降解酶的表达水平仍然受到碳源种类的影响。此外,OExyr1*粗酶液水解玉米皮得到的糖化液能够回用于OExyr1*产酶以及作为产朊假丝酵母生长的碳源。2.里氏木霉与草酸青霉来源生物质复合降解酶系的构建与测试不同菌株产生的生物质降解酶系的组成和性质不同。为了获得效率更高的降解酶系,本论文使用了两种具有互补优势的真菌里氏木霉OExyr1*与草酸青霉MCAX菌株,探究了二者单独及混合发酵下的产酶能力,并将单独、混合发酵酶液及复配酶液分别用于玉米皮和汽爆玉米秸秆的糖化,发现混合发酵的滤纸酶活力比单独发酵更具有优势。混合发酵或酶液复配均能一定程度上提高底物的降解效率。此外,通过替换5%蛋白量的里氏木霉酶系为草酸青霉粗淀粉酶,能够使其在酶解玉米皮5 h的葡萄糖释放量提高170%。3.响应碳源种类的里氏木霉生长调控系统的构建动态代谢调控系统能够调节细胞资源的分配,有利于实现生物量的合成与目标产物形成之间的协调。为了向里氏木霉生长调控系统的构建提供元件,本论文使用能够响应碳源种类的启动子Pglt1启动营养缺陷型互补基因pyrG的表达,证明该策略的确可以实现单一碳源培养基上对里氏木霉细胞生长的控制。然而,Pglt1启动子在碳源切换培养条件下对基因表达的调控能力还有待改进。此外,通过测试里氏木霉中erg10和gsc1作为生长必需基因用于生长调控的可行性,为进一步构建和优化动态代谢调控系统提供了元件。