海南大学植物保护学院刘铜教授团队揭示木霉利用热带农业废弃物木薯皮渣生产生物农药的重要机制

近日，海南大学植物保护学院刘铜教授团队在国际权威学术期刊Industrial Crops and Products（中科院一区，IF=6.449）上发表研究论文“The unique sugar conversion and complex CAZyme system of Trichoderma brev T069 during solid-state fermentation of cassava peel”。课题组前期发现Trichoderma brev T069可利用木薯皮渣固体发酵产生高含量的木霉孢子粉用于植物病害的防治，但是对该固体发酵过程的机制并不清楚。本研究在此基础上，发现Trichoderma brev T069在利用木薯皮渣固体发酵时采用一种“先借-后还”的糖转化方式，在发酵前3天木霉首先从木薯皮渣中吸收果糖用于菌丝快速生长，随后空间和养分的胁迫促使Trichoderma brev T069在第3天开始产孢，同时分泌水解酶和高水平的β-葡萄糖苷酶（1196.05 IU/g）降解木薯皮大分子碳水化合物，释放葡萄糖和纤维二糖，最终葡萄糖的产量为99.56 mg/g，约10%的生产率（图1）。

另外，通过Lable Free蛋白组学探索了碳水化合物水解酶之间降解木薯皮渣（图2）的协同作用机制，发现Trichoderma brev T069在发酵早期以产生半纤维素酶、木质素降解酶和果胶酶为主，后期产生淀粉酶和纤维素酶，这些水解酶与木薯皮渣相互作用，使得木薯皮渣的主要成分被降解成低聚寡糖（图3）。研究发现了Trichoderma brev T069在发酵过程产生丰富的碳水化合物水解酶和有趣的糖转化方式（图4）。

近一年该团队（热带作物重要病害微生态制剂开发与利用）在国际Top性期刊上连续发表学术论文7篇，累计影响因子42，围绕木霉孢子粉生产成本高、产率低、不耐高温等产业上卡脖子问题开展工作，其中科技成果转化4项，开发了木霉相关的微生物制剂，其产品维护土壤和植物健康，提质增产和减肥增效作用，服务了农用微生物产业和绿色农业的发展。已毕业的硕士研究生张成和林润茂副研究员为该论文的第一作者和共同第一作者，刘铜教授为论文的通讯作者，项目获河南省重大科技专项（221100110700）和海南大学世界一流学科建设经费项目资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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