T. longibrachiatum LC 及其高产纤维素酶突变体(LC-M4 和 LC-M16)在培养 3 天后在琼脂板上的生长。T. longibrachiatum LC、LC-M4和LC-M16菌落直径比较;avicel 和 CMC-Na 平板上 T. longibrachiatum 菌落的 B 照片。*p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.001。三个重复的误差棒标准偏差。图片来源：生物燃料和生物产品的生物技术(2022 年)。DOI: 10.1186/s13068-022-02161-7

中国科学院近代物理研究所(IMP)的研究人员在重离子诱变育种和产酶菌株的纤维素酶合成机理研究方面取得了进展。结果已发表在Biotechnology for Biofuels and Bioproducts上。

纤维素酶在工业酶市场中占有率仅次于淀粉酶和蛋白酶的第三大份额，被广泛应用于多个领域。然而，纤维素酶的工业应用仍面临着菌株产量低、酶分泌不完全、纤维素酶生产成本高、纤维素酶合成代谢调控机制不完善等挑战。因此，利用重离子辐照和综合组学分析诱变优良菌株对纤维素酶和生物质能源产业的发展具有重要意义。

Trichoderma longibrachiatum (T. longibrachiatum) 在工业酶的生产和生物质回收利用中起着至关重要的作用。在这项研究中，来自 IMP 生物物理学组的研究人员使用 T. longibrachiatum LC 菌株来培育突变菌株。

研究人员用重离子束辐照了T. longibrachiatum LC菌株的非模式工业产酶菌株，获得了LC-M4和LC-M16两个优良突变菌株。发现LC-M4和LC-M16的FPase活性较野生株分别提高了46.91%和35.5%。

研究人员随后从综合分析中获得了重叠的基因，并确定突变株中与酶蛋白加工修饰和分泌相关的途径的显着改变是LC-M4和LC-M16突变体中纤维素酶高产的主要原因。此外，他们通过联合分析获得了影响纤维素酶合成和分泌的关键候选基因，可用于菌株基因工程的设计和修饰。

此外，研究人员在本研究获得的差异表达基因、蛋白质和关键候选基因的基础上，构建了纤维素酶蛋白分泌途径模型。该模型补充了丝状真菌纤维素酶代谢调控和合成分泌途径的过程。

本研究获得的组学数据可以丰富非典型工业产酶菌株的组学资源。