“木霉+木薯皮渣”发酵机制揭示 可加速生物农药替代

(相关资料图)

木霉+木薯皮渣结合，可产生奇妙的“化学反应”，带来出乎意料的惊喜答案。5月8日，记者从海南大学获悉，该校植物保护学院刘铜团队通过揭示木霉降解木薯皮渣生产生物农药的发酵机制，提高木霉菌生产速度，加快木霉菌规模化生产进程。该研究有助于进一步推动生物农药替代部分化学农药的绿色农业发展，同时，通过分析木霉菌丰富的碳水化合物降解酶库，为利用热带农业废弃物生产高附加值产品提供了一种新途径。该研究成果以《木霉菌T069在木薯皮固态发酵过程中独特的糖转化方式和复杂的CAZyme系统》为题，发表在国际权威学术期刊《工业作物和产品》上。

木霉菌是一种重要的生防真菌，筛选经济高效的发酵原料是其大规模生产的基础。团队负责人向记者介绍，团队前期从椰子壳、香蕉假茎、木薯皮、甘蔗渣、菠萝皮等5种农业废弃物中筛选适合生产木霉菌的发酵基质时发现，木霉菌在木薯皮渣上菌丝生长最快，孢子产量最高。

在先前研究中，团队发现木霉菌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。在此次研究木霉菌降解木薯皮渣的机制时，为将木霉菌的水解酶系统与木薯皮渣的降解程度建立联系，团队测定整个发酵过程中木霉菌胞外蛋白质组、木薯皮降解程度以及分解后糖类种类浓度的变化，来联合解释这一动态降解过程。

为进一步揭示木霉如何利用木薯皮渣快速生产生物农药，团队通过利用蛋白质非标记定量技术，探索碳水化合物水解酶之间降解木薯皮渣的协同作用机制，发现木霉菌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。研究还发现木霉菌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。

目前，该团队正在开展木霉伴侣型、多元共生型和不同功能型的微生物制剂研发工作，推广“利用农业废弃物生产微生物制剂的微工厂”新模式，推动和促进我国绿色农业的发展。