微生物联合体MC31基因组解析与工艺优化实现木质纤维素废料的全面生物价值化

这篇研究通过基因组分析和响应面法（RSM）优化，揭示了由C. uda和P. citronellolis组成的微生物联合体MC31高效降解木质纤维素废料（LW）的机制，无需化学预处理即可实现3.78倍糖产量提升，其水解产物可作为微生物培养基，为循环生物经济（circular bioeconomy）提供了零废弃解决方案。

　　

Highlight

基因组解析揭示联合体成员的木质纤维素降解潜力

对C. uda C32和P. citronellolis C50的基因组分析显示，两者携带互补的碳水化合物活性酶（CAZymes）基因库：C. uda含255个CAZyme相关基因，P. citronellolis含165个（图1）。C. uda的丰富糖苷水解酶（GHs）和辅助活性酶（AAs）表明其主导木质纤维素水解，而P. citronellolis的独特酯酶（CEs）和氧化还原酶则协同破解木质素屏障。这种“酶工具箱”的分工使联合体无需化学预处理即可高效降解复杂底物。

工艺优化显著提升降解效率

通过响应面法（RSM）确定最佳条件：5%底物负载（w/v）、10%接种量（v/v）和48小时好氧培养。优化后水稻秸秆（RS）的降解率提高1.21倍，可溶性糖产量达3.78倍，证实了联合体在工业规模应用的潜力。

水解产物的多维度价值验证

生成的水解液富含碳水化合物、蛋白质和柠檬酸，成功替代传统培养基培养工业微生物（如B. subtilis和S. cerevisiae）。其中纤维素酶在宽温域（30-70°C）和pH范围（4-9）保持高稳定性，凸显其工业相关性。

Conclusion

该研究通过整合基因组学与工艺工程，建立了LW生物价值化的闭环模式。MC31联合体的高效降解能力、水解产物的资源化利用以及酶的工业适应性，为可再生碳资源转化提供了可扩展的解决方案。

（注：翻译部分已去除文献引用标识，专业术语保留原文大小写并用括号标注英文缩写，如CAZymes、GHs等；酶类名称采用中文译名+英文缩写组合形式；关键数据保留原文数值和单位格式。）