黄胸散白蚁内源性漆酶功能及其分子修饰研究
结题报告
批准号:
31301923
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
潘程远
依托单位:
学科分类:
C0405.动物资源与保护
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
饶琼、王霞、姚张良、骆静怡
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中文摘要
木质素破解是木质纤维素生物转化为能源乙醇的关键环节,如何高效、低碳地降解木质素是当前生物质转化利用中亟待解决的科学难题。在自然界中寻找木质素降解酶并对其进行改造是解决这一科学难题的重要途径。白蚁是以木质纤维素为食的昆虫,具有高效的木质素降解能力。漆酶是降解木质素的关键酶,具有广泛的工业应用前景。本项目拟以低等的黄胸散白蚁内源性漆酶为对象,运用荧光免疫技术定位其在白蚁肠道中的分泌与催化部位,采用RNAi技术探明其在白蚁肠道木质素化学结构变化中的作用,然后,利用定点突变技术,对克隆到的漆酶基因进行分子修饰,分析突变漆酶的结构与功能,根据漆酶的理化特性,优化表达体系,初步建立具一定应用价值的漆酶工程菌,为今后利用白蚁源漆酶提供理论基础,为生物乙醇高效木质素预处理提供技术支持,因此,本项目具有重要的理论和现实意义。
英文摘要
Lignin cracking is the key aspects in bioconversion of lignocellulose into ethanol. How to realise efficient and low-carbon degradation of lignin in the present utilization of biomass conversion is a scientific problem that needs solving urgently. Therefore, seeking and modifying lignin degradation enzymes in the nature is considered to be one of the important approaches for solving the problem. Termite is a kind of wood-feeding insects and possesses efficient capability to decompound lignin. Laccase is the key enzyme playing a part in lignin degradation and has extensive potential in various industrial applications. In this project, the following work will be done: (1) the function of endogenous laccase in lignin chemical structure in the lower Reticulitermes flaviceps will be determined using RNAi technology, (2) the secretion and catalytic sites in the gut of R. flaviceps will be determined through immunofluorescence technique, (3) the gene encoding laccase will be cloned and modified by site-directed mutagenesis, (4) the engineering bacteria expression system of laccase with potential application will be constructed through optimization of training conditions. The project will provide not only theoretical foundation on application of termite-originating laccase in industrial field, but also technical support of the lignin pre-treatment in the process of bioethanol production in the future.
黄胸散白蚁是一种国内常见的地下白蚁,通过长约1cm的肠道来分解吸收木质素纤维素类物质,其对于木质素纤维素的降解主要是利用自身的内源酶系和肠道共生微生物共同来完成,其中漆酶是一种关键的木质素降解酶,具有广泛的催化底物和工业应用前景。本项目主要完成了以下三方面的内容:①确定黄胸散白蚁内源性漆酶的分泌和催化部位。通过基因克隆和酶活检测发现,内源性漆酶基因仅在前肠和唾液腺有表达,而其活性主要在中后肠,说明黄胸散白蚁通过前肠和唾液腺来分泌内源性漆酶,然后在中后肠对木质素进行催化降解,同时,漆酶对化合物的催化能力也有所差异,其中对甲氧基酚类物质的催化活性高于其他漆酶底物的活性。②研究黄胸散白蚁内源性漆酶的理化性质。利用肠道漆酶粗酶液研究其促进及抑制因子发现,铜离子和过氧化氢能提高漆酶的催化能力,而氟离子能抑制漆酶活性,通过一年的野外试验发现,氟处理木块的黄胸散白蚁侵害率为6.25%,显著低于空白木块40%的侵害率,说明氟处理能在野外环境中降低白蚁的侵染,这对今后木材处理预防白蚁提供了一条新方法。③研究黄胸散白蚁饵木真菌漆酶的诱导及分离纯化。试验中发现,黄胸散白蚁喜食木腐真菌腐朽过的饵木,通过形态学和分子生物学方法鉴定到该木腐真菌为毛栓孔菌,其菌体也具有较高的漆酶活性,推测真菌对白蚁食物中的木质素降解起到协同作用;诱导培养发现,生物质材料的白杨或竹子能显著诱导毛栓孔菌漆酶活性,最高可达318.7 U/L,通过分离纯化发现,该真菌具有两种漆酶同工酶ThLac1和ThLac2,其中ThLac1具有耐中性pH环境的能力,而ThLac2具有耐高温能力,其在60℃的半衰期到达3.12小时;对染料降解试验发现,ThLac1和ThLac2对AB129脱色具有协同增效作用,这为以后染料脱色工业或者染料废水处理提供了一条新的思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2015
期刊:浙江农林大学学报
影响因子:--
作者:骆静怡;傅威锐;潘程远
通讯作者:潘程远
DOI:--
发表时间:2015
期刊:Journal of Economic Entomology
影响因子:2.2
作者:潘程远;王晨之
通讯作者:王晨之
以前列腺素A3和花生四烯酸为有效成分的堤坝白蚁饵剂研究
  • 批准号:
    GEZ25C040002
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    潘程远
  • 依托单位:
伪食土华扭白蚁对土壤有机质转化机制的研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    潘程远
  • 依托单位:
国内基金
海外基金