3种白腐菌木质纤维素酶活性及酶相关基因的TRAP标记遗传多态性

【目的】木质纤维素是重要的可再生资源，白腐菌对降解木质纤维素具有特殊的优势。研究3种白腐菌的生物学特性、酶学活性以及菌种间的遗传多样性，系统分析3种白腐菌木质纤维素酶的表达与相关基因多态性的关系，为高产木质纤维素酶菌种选育提供理论基础，为白腐菌木材降解分子机制的研究提供科学依据。【方法】以云芝栓孔菌、火木层孔菌和松杉灵芝3种白腐菌为研究材料，测定在不同培养温度下固体培养基中菌落的生长速度和液体培养基中的生物量变化，利用比色法测量白腐菌5种木质纤维素酶活性，运用目标区域扩增多态性( TRAP)分子标记分析3种白腐菌的木质纤维素降解相关酶基因的多态性。【结果】在不同温度下(23，28℃)，3种白腐菌在PDA固体培养基上的生长速度均为云芝栓孔菌＞火木层孔菌＞松杉灵芝，云芝栓孔菌和火木层孔菌在28℃的生长速度高于23℃，而松杉灵芝在23℃培养生长更快；液体培养基中云芝栓孔菌的生物量高于火木层孔菌和松杉灵芝。3种白腐菌木质素相关酶活性受木屑诱导显著提高，木质素酶活性最高的是漆酶，其次是木质素过氧化物酶，最低的是锰过氧化物酶；纤维素酶的表达在3种白腐菌中无显著差异，但外切纤维素酶活性明显高于内切纤维素酶活性，玉米秸秆为碳源诱导产生的纤维素酶活性明显高于木屑碳源样品。云芝栓孔菌更偏好于木质素酶的表达，而火木层孔菌和松杉灵芝则更偏好于纤维素酶的表达。TRAP分子标记扩增结果显示，木质素酶相关基因的6对引物共产生109条条带，多态性条带为79条，多态性百分比为72.47%；纤维素酶相关基因的11对引物共产生198条条带，多态性条带为140条，多态性百分率为70.70%。【结论】通过生长速度、生物量、木质纤维素酶活性的检测以及 TRAP 分子标记结果表明3种白腐菌在种间具有较高的遗传差异。3种白腐菌木质素酶活性的大小与其酶基因多态性之间没有明显的对应关系；3种白腐菌纤维素酶活性大致相同，其基因多态性也比较一致。