里氏木霉降解复杂木质纤维素多糖的策略是什么？里氏木霉与黑曲霉的使用机制有哪些不同？通过使用RNA测序的方式，探索了里氏秸秆暴露于小麦秸秆的基因的全球诱导，并与黑秸秆如何感知和响应小麦秸秆的模型进行了比较。
化石燃料的燃烧伴随着许多影响全球经济和环境健康的公认问题。用生物燃料取代化石燃料将有助于减少全球一氧化碳排放，产生更有利的温室气体概况，减少对日益减少石油资源的依赖，并促进当地的经济发展。从草、木材和木质纤维素废物等植物生物质生产出的生物燃料，这种生物燃料不与粮食生产竞争，因而被称为第二代生物燃料。
在自然界中，木质纤维素生物质的降解是由来自各种微生物（如皂体真菌和细菌）的酶催化的，用于生物质解构和许多其他工业应用的酶通常来自木霉菌属和曲霉属的真菌。本研究的总体目的是研究里氏木霉降解复杂木质纤维素多糖的策略，并将其与黑曲霉使用的机制进行比较，以提供新的见解，从而可能促使开发生产2G生物燃料的新方法。
木霉属和曲霉菌属由于产生非常高水平的分泌酶而具有许多工业应用。这导致了里氏锥虫中多种遗传工具的发展，包括随机和靶向诱变以产生纤维素酶突变体，阐明有关单糖代谢途径的调节机制并靶向里氏锥虫分泌系统，以便通过设计更有效和热稳定的酶来产生更高的蛋白质，迄今为止，已发现里氏锥虫的基因组共编码代表61个酶家族的228种多糖降解酶。这与黑曲霉中碳水化合物降解酶的总数相似。
本研究使用下一代RNA测序（RNA-seq）技术表征了与暴露于小麦秸秆相关的转录变化，目的是了解导致解构这种复杂木质纤维素底物的步骤。将它们与前面描述的黑曲霉采用的机制进行比较，将揭示两种工业重要生物之间木质纤维素降解的相关差异和相似之处。酶的成本对生物燃料生产的成本效益提出了重大挑战，酶的成本可以通过多种因素的组合来降低。
首先，应最大限度地提高来自真菌源酶的产量，其次，需要最有效的功能组合。其他方面，如酶的生产部位也很重要。本研究使用了研磨和高压灭菌但未经处理的小麦秸秆，但在消化木质纤维素以产生2G生物燃料时，可以进行各种预处理。这将不可避免地改变真菌反应，要了解这些反应机制的基础，就需要使用未经预处理的材料进行基线研究。
实验研究表明，编码已知和预测细胞壁降解酶的转录本水平在暴露于稻草24小时后非常高（约占总mRNA的13%），但低于黑曲霉的记录水平（约占总mRNA的19%）。仔细分析表明，来自相同糖苷水解酶家族，但不同碳水化合物酯酶和多糖裂解酶家族的酶在两种生物体中上调。在里氏曲霉中，还发现了被假设可能在增强黑曲霉碳水化合物结构方面起作用的辅助蛋白，诱导的酶类别通常与尼日尔曲霉相似。与黑曲霉类似，反义转录本存在于里氏曲霉中，其表达受生长条件的调节。
结论：
使用类似的酶阵列，用于解构固体木质纤维素底物，以识别黑曲霉。这表明两种皂化真菌中，木质纤维素降解的保守策略。本研究为进一步分析和表征在木质纤维素底物存在下高度诱导的基因提供了基础。这些数据将有助于阐明里氏锥虫识别固体底物和随后降解的机制，并提供可用于有效生产第二代生物燃料的信息。
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