真菌降解木質纖維素的功能基因組學研究進展

田朝光，馬延和

1 中國科學院天津工業生物技術研究所，天津 300308

2 中國科學院微生物研究所 微生物資源國家重點實驗室，北京 100101

微生物糖代謝的分子基礎

真菌降解木質纖維素的功能基因組學研究進展

田朝光1，馬延和2

1 中國科學院天津工業生物技術研究所，天津 300308

2 中國科學院微生物研究所 微生物資源國家重點實驗室，北京 100101

木質纖維素利用的核心問題之一是生物質的降解，即如何將生物質由高聚大分子降解為可發酵的小分子糖，又稱為糖化。自然界中向胞外大量分泌降解生物質酶類的微生物主要是真菌，研究真菌木質纖維素降解途徑的分子機理對生物質的綜合利用意義重大，是木質纖維素能否實現全面生物煉制的關鍵之一。以下將針對真菌降解木質纖維素的研究進展，特別是對利用功能基因組學所取得的進展進行評述。

木質纖維素，真菌，功能基因組

Abstract:Inefficient degradation of lignocellulose is one of the main barriers for the utilization of renewable plant biomass for biofuel production. The bottleneck of the biorefinery process is the generation of fermentable sugars from complicated biomass polymers. In nature, the main microbes of lignocelluloses deconstruction are fungi. Therefore, elucidating the mechanism of lignocelluloses degradation by fungi is of critical importance for the commercialization of lignocellulosic biofuels. This review focuses on the progress in lignocelluloses degradation pathways in fungi, especially on the advances made by functional genomics studies.

Keywords:lignocelluloses, fungi, functional genomics

由于能源供應的日益短缺和溫室效應的不斷加劇，可再生清潔能源的發展成為當今世界的重要問題[1]。生物質能源作為潛力巨大和環境友好的新能源是各國都爭相研究的重點[2]。地球上最主要的生物質來自綠色植物，主要由 3類大分子組成，含量最多的是纖維素，由成百上千個葡萄糖分子聚合而成，為地球上存在最豐富的有機大分子，儲量約為850億t[3]；其次是半纖維素，儲量約為500億t；第三類是木質素，由結構復雜的含芳香環的有機分子聚合而成，約占 20%，即 350億 t。如果能夠成功利用儲量巨大的生物質能源，人類社會不僅能源供應無須擔憂，而且由于生物質能源不會增加 CO2排放，使地球溫室效應得到控制，具有巨大的經濟和社會效益[4]。……