青岛能源所在高温厌氧纤维素降解菌协同作用研究取得新进展

木质纤维素是地球上最丰富的可再生生物质资源，微生物可以通过酶解将其转化为可供发酵的糖。之前关于微生物群落将木质纤维素有效地转化为生物燃料的研究由于群落结构过于复杂而很难了解微生物之间的协同合作机制。

近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所微生物资源团队张坤迪等通过以木质纤维素为底物，加入生长支持因子，获得难培养纤维素降解菌，并共培养两株分离自同一环境样品的菌株C. stercorarium CS-3-2 和 C. cellulosi CS-4-4，构建了一个最简单的研究木质纤维素降解菌株协同作用的模式体系。

共培养体系糖苷水解酶酶活与纯培养菌株或人工混合的体系相比，提高2-6倍，表明这两株菌在生长过程中形成了水解木质纤维素的最佳酶配比。定量检测各个生长时期两菌株的细胞数目发现，在指数生长早期和中期菌株CS-3-2占优势，到指数生长末期菌株CS-4-4的细胞数目才超过菌株CS-3-2，而共培养体系的最佳酶活也在这个时期检测到。活性染色图谱（图1）表明菌株CS-4-4的谱图与共培养体系谱图相似，但酶活显著提高。在这些谱带中，有两个含量最丰富的水解酶ORF3880和ORF3883。其中，ORF3880含多达5个CBM（Carbohydrate-Binding Module，碳水化合物底物结合模块），对底物吸附能力几乎不受温度影响（图2），揭示了高温微生物获取不溶碳源底物——纤维素的特殊机制。

上述成果已发表在最新一期的Appl Environ Microbiol。该研究由李福利研究员主持完成，获得了科技部973项目“木质纤维素高效降解转化中的生物科学技术问题”（No. 2011CB707404）和科技部支撑计划项目“生物液体燃料科技工程”（2011BAD22B02-01）支持。

（生物能源所供稿）

原文链接：Zhang K, Chen X, Schwarz W, Li F*. Synergism of glycoside hydrolase secretomes from two thermophilic bacteria co-cultivated on lignocellulose. Appl Environ Microbiol, doi:10.1128/AEM.00295-14, 2014.

（发布：沈兰霞）