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低廉、可再生的农林废弃物在生物燃料和其他化学品生产中具有广阔的应用价值。然而，昂贵且繁琐的生产步骤阻碍了低值废弃物向高值化学品转化的脚步。反刍动物瘤胃中发现的厌氧真菌可以通过其独特的假根系统物理性地穿透并破裂粗纤维材料，随后通过分泌丰富的碳水化合物活性酶将粗纤维材料转化为可溶性糖。尤其当将厌氧真菌与其他微生物共同用于粗纤维材料的发酵时，就可以简单地一步完成传统工业化生产中，预处理、糖化和发酵分步进行的繁琐步骤。但是厌氧真菌严格的厌氧生存条件、复杂的营养需求以及难以分离培养的顽固特性对其在实际生产中的应用造成了不小的影响。

南京农业大学成艳芬教授课题组在近二十年的时间中致力于反刍动物瘤胃微生物与粗纤维降解相关研究，进行了大量瘤胃微生物资源开发的研究，特别是关于厌氧真菌高效降解粗纤维以及利用厌氧真菌生产生物燃料的实践研究，并取得了系列成果。其团队在厌氧真菌方面的研究水平位于全国前列，多年来系统、深入的研究工作为厌氧真菌在农林废弃物的应用积累了许多具有实际参考意义的宝贵经验。

该课题组发现，厌氧真菌的游动孢子能快速附着于粗纤维表面，其发达的假根系统能刺入并裂解这些木质纤维素物质，在释放细胞内容物的同时增大随后的酶消化的面积。与其他纤维降解微生物相比，厌氧真菌的大量高活性酶使纤维降解更加高效，其独特的假根系统进一步强化了这种能力。此外，与其他微生物（如产甲烷菌、产乙醇菌等）互作能促进厌氧真菌的这种作用，同时产生大量可观的生物燃料（甲烷、乙醇等）。2019年10月，课题组在Bioresource Technology杂志上发表题为Effects of steam explosion on lignocellulosic degradation of, and methane production from, corn stover by a co-cultured anaerobic fungus and methanogen的文章，在这项研究中，作者比较了汽爆处理与厌氧真菌和产甲烷菌共培养直接发酵对玉米秸秆木质纤维素降解和产甲烷能力的影响，证明了厌氧真菌和产甲烷菌共培养体系能够将未经预处理的木质纤维素物质高效转化为甲烷。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852419310260

课题组其他与之相关的研究工作也证明了将厌氧真菌开发为高效利用农林废弃物的安全、天然、环保的生物工程菌的可行性。

为了更好的开发利用瘤胃厌氧真菌资源，课题组建立了厌氧真菌分离培养、体外发酵及发酵参数测定等一系列完善的方法。相关技术的完整实验流程分别以Isolation and preservation of anaerobic fungi from the rumen，The process and matters needing attention of in vitro fermentation of rumen microorganisms，Determination of Gas and Methane Production in In vitro Ruminal Fermentation，Measurement of the metabolites of rumen anaerobic fungi为题，整理发表在 Bio-Protocol 杂志，供研究人员参考和应用。

课题组介绍

成艳芬教授自2003年起研究瘤胃微生物，首次建立了能高效降解农作物秸秆产甲烷的厌氧真菌与产甲烷菌共培养系统，指导课题组系统评价了环境因子对农作物秸秆粗纤维降解率的影响，并研究了农作物秸秆在瘤胃中的降解与代谢规律及微生物附着规律。目前课题组主要在瘤胃微生物粗纤维降解酶的功能研究与应用开发、农作物秸秆产沼气及益生菌的开发与应用等研究领域开展工作，课题组的研究受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、江苏省自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的资助，已在Frontiers in Microbiology，Journal of Animal Science and Biotechnology，Bioresource Technology，Microorganisms等期刊上发表论文40余篇。

Bio-protocol 简介

Bio-protocol于2011年在斯坦福大学创建, 致力于搭建全球权威的、高质量的生物实验方案分享平台，以助力科学发现。Bio-protocol期刊是Bio-protocol旗下的一份同行评审的国际学术期刊，发表高质量的生命科学实验方案，旨在提高科研的可重复性。至今，Bio-protocol已发表了来自全球上万名优秀科研工作者（包括多名诺贝尔奖获得者）的近4000篇实验方案，并且同 Science、eLife等12家国际权威科学杂志建立长期合作关系，共同促进生命科学研究的可重复性。2019年Bio-protocol期刊已被PubMed Central，ESCI收录。

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