近日，我院陈玉林教授课题组在《 Biotechnology for Biofuels and Bioproducts 》期刊（原名 Biotechnology for Biofuels ，中科院一区TOP）在线发表了题为“Whole genome sequencing and the lignocellulose degradation potential of  Bacillus subtilis  RLI2019 isolated from the intestine of termites”的研究论文。博士后刘功炜和张科为共同第一作者，陈玉林教授和杨雨鑫副教授为共同通讯作者。

农作物秸秆具有产量大、可再生、成本低等特点，是潜在的生物能源和饲料资源。我国各类农作物秸秆年总产量已超过8亿吨，但用于畜禽饲料的不超过20%。微生物发酵是提高农作物秸秆饲料化利用率的有效途径，从而降低饲料成本，实现养殖业节本增效。研究人员比较了山羊瘤胃、腐殖质、白蚁肠道等不同来源菌株的纤维素酶活性，从圆唇散白蚁肠道分离获得一株产纤维素酶优势菌株枯草芽孢杆菌（ B. subtilis RLI2019），测定其酶学性质，并进行全基因组测序分析，发现 B. subtilis  RLI2019具有益生菌序列特征偏向性（99.41%），含有多种与木质纤维素降解相关的编码基因和碳水化合物酶。进一步将 B. subtilis  RLI2019与小麦秸秆共培养发现，其能有效破坏小麦秸秆的纤维形态结构、降低纤维素结晶度和改变化学官能团组成，从而有效降解小麦秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素组分，释放出还原性糖。该研究表明， B. subtilis  RLI2019表现出对秸秆粗饲料的良好降解作用，具备进一步应用于生物发酵饲料生产、促进秸秆饲料化利用及动物益生菌产品开发的潜力。

同时，研究团队利用 B. subtilis  RLI2019以及从酒糟和山羊瘤胃中分离的酿酒酵母（ S. cerevisiae  SC9）、植物乳杆菌（ L. plantarum  HLA）制备产纤维素酶的复合益生菌剂，对比复合益生菌和纤维素酶制剂分别两阶段固态发酵小米糠的效果，进一步验证筛选获得的新型菌株在生物发酵饲料中的应用潜力。研究发现两种方案均可以有效破坏小米糠的纤维结构，显著降低粗纤维含量，显著提高粗蛋白、TASP和乳酸含量；并且复合益生菌能够更有效地降低抗营养因子，提高抗氧化能力，通过在发酵过程中调节微生物群落变化，提高有益代谢物含量。研究表明产纤维素酶复合益生菌可替代纤维素酶制剂用于固态发酵小米糠，为复合益生菌在生物发酵饲料中扩大应用提供了借鉴意义。相关成果在《 Bioresource Technology 》期刊（中科院一区TOP）发表了题为“Compound probiotics producing cellulase could replace cellulase preparations during solid-state fermentation of millet bran”的研究论文。博士生王智伟和硕士生唐浩然为共同第一作者，杨雨鑫副教授为通讯作者。

以上研究受到国家重点研发计划、中国博士后科学基金、陕西省重点研发计划和国家绒毛用羊产业技术体系等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1186/s13068-023-02375-3

https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.129457