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特殊木材咀嚼真菌的遗传蓝图

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-22浏览次数:1716

一种相对未知的真菌,偶尔发现在北开普省的金合欢树上生长,已经成为一种贪婪的木材咀嚼生物,在基于可再生资源的工业中具有巨大的潜力。

人们第一次注意到Coniochaeta pulveracea是在两百多年前,当时南非出生的真菌学家Christiaan Hendrik Persoon博士在他1797年关于真菌分类的书中提到过它。

现在,C。pulveracea的基因组已由南非斯泰伦博斯大学(SU)的微生物学家测序。从那以后,它在网络空间首次亮相,发布了一些推文和标签。所有这一切都是因为这种相对未知的真菌具有非凡的降解木材的能力 - 因此描述“pulveracea”,意思是粉末。

在生物技术,生物燃料和可再生原料时代,这是一种值得注意的重要真菌,SU微生物学系微生物学家Alf Botha教授说。

在过去的25年中,有许多报道称Coniochaeta属中的物种能够迅速将木质纤维素降解为可发酵的单糖。但到目前为止,Botha教授的实验室是研究C. pulveracea的唯一实验室。

这项工作始于2011年,当时他随意拍摄了一棵腐烂的金合欢树上长满苔藓的脆枝。当时,他和他的家人在北开普省的一个农场。 “当时我们正在寻找可以分解木材的真菌和酵母,所以当我决定保留树枝时,我知道这是特别的东西,”他解释道。但到目前为止,尽管进行了许多尝试,但他们再也找不到了。

然而,当他们回到实验室时,他们发现Coniochaeta属中的物种在咀嚼桦树牙签时非常兴奋。更令人惊讶的是它能够根据环境改变丝状真菌和酵母之间的形态。

“对于一种真菌来说,这是非常不寻常的。我们通常期望这种行为来自某些真菌病原体,“Batha解释道。

在过去的十年中,Bota和他的研究生一直专注于解开这种酵母样真菌的行为。 2011年,Andrea van Heerden博士发现它产生的酶能够将木材的复杂结构降解为单糖,为周围的真菌提供不会降解木材的能量。 2016年,她发表了她的研究结果,调查了她转变为酵母样生长的能力。了解这一过程对于这种真菌在工业过程中的潜在用途非常重要。

在最新研究中,硕士生CJ Borstlap与来自SU的生物信息学和计算生物学中心的专家分子生物学家Heinrich Volschenk博士和Riaan de Witt博士合作,共同制作了C. pulveracea基因组序列的初稿。基因组大小为3000万个核苷酸和10,000多个基因,这不是一件容易的事。在此过程中,他获得了必要的编码技能,以识别和命名所有10 053基因,并确定那些负责木材降解特性的真菌。

Volschenk博士说,下一步是要了解真菌在分子水平上分解木材和产糖的机制:“现在有了基因蓝图,我们可以研究真菌用来转化木材和其他基因的蛋白质网络。类似的可再生资源成为更有价值的产品,“他解释说。”