家白蚁转录组分析为生物燃料炼制提供新思路

2018年2月3日，江苏大学生物质能源研究所白蚁研究课题组在生物能源领域著名杂志《Biotehnology for Biofuels》上在线发表了最新的白蚁转录组研究进展。论文题目为：“Transcriptome analysis of the digestive system of a wood-feeding termite (Coptotermes formosanus) revealed a unique mechanism for effective biomass degradation”。

家白蚁（学名台湾乳白蚁，Coptotermes formosanus）是一种代表性的分布广泛的食木白蚁，经过数亿年的进化形成了高效的生物质降解系统。然而家白蚁系统中的木质素修饰以及碳水化合物降解机制在此前仍不清楚。课题组首次利用高通量RNA-seq技术分别对家白蚁肠道不同组织（唾液腺、前肠、中肠与后肠）进行了转录组分析。碳水化合物活性酶（CAZyme）以及辅助性的氧化还原酶（Auxiliary redox enzymes）在生物质降解过程中发挥着至关重要的作用。该研究系统分析了这两种酶在不同组织的多样性以及丰度，为不同组织的生物功能解析奠定了分子基础。更重要的是，12种新发现的氧化还原酶对家白蚁的木质素喂食具有显著响应，极有可能参与木质素修饰，从而打开生物抗降解屏障，加速生物质的水解。总之，该研究表明白蚁系统糅合了水解与氧化还原反应进行生物质降解，并且在不同肠道组织分泌特定属性的酶从而实现碳水化合物的最大化利用（图1）。白蚁系统这一独特的降解机制为木质纤维素基生物燃料炼制提供了新的思路。将来的研究将侧重于对重要碳水化合物水解酶以及辅助性的氧化还原酶的酶学特性分析以及在生物质降解中的应用。

图1 家白蚁系统降解生物质机制示意图

原文免费下载链接如下：

https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13068-018-1015-1