Китайская академия сельскохозяйственных наук раскрыла механизм разложения соломы жуками-чернотелками с помощью «симбиоза насекомых и бактерий»

Репортаж от Wedoany，Недавно инновационная группа по кормопереработке и контролю качества кормов Института кормовых наук Китайской академии сельскохозяйственных наук раскрыла молекулярный механизм синергетического разложения пшеничной соломы эндогенными ферментами личинок жука-чернотелки и симбиотическими бактериями. Соответствующие результаты были опубликованы в журнале «Green Carbon».

Солома является важным ресурсом сельскохозяйственных отходов в Китае, однако из-за наличия в её структуре плотных компонентов, таких как лигнин, её трудно подвергнуть эффективной биодеградации и высокоценной утилизации. Жук-чернотелка — это ресурсное насекомое, перспективное как для кормового, так и для пищевого использования, обладающее потенциалом для преобразования сельскохозяйственных отходов в высококачественный насекомый белок. Однако молекулярный механизм эффективного использования соломы этим насекомым ранее не был систематически изучен.

Исследование показало, что личинки жука-чернотелки могут напрямую питаться пшеничной соломой, сохраняя высокую выживаемость даже при использовании соломы в качестве единственного источника корма, и непрерывно преобразовывать солому в питательные вещества, необходимые для собственного роста. Команда идентифицировала ключевую целлюлозооксидазу, которая первой разрушает кристаллическую структуру целлюлозы и синергетически с другими целлюлазами повышает эффективность разложения целлюлозы. Кроме того, исследователи выделили новый штамм бактерий, обладающий высокой способностью к разложению лигнина. Этот штамм продуцирует такие ферменты, как лакказа и марганец-пероксидаза, которые постепенно разрушают лигниновый барьер, создавая условия для разложения целлюлозы. Механизм «симбиотической силы насекомых и бактерий», при котором ферменты хозяина-жука и кишечные симбиотические бактерии синергетически разлагают лигноцеллюлозу, предоставляет новую теоретическую основу для биотрансформации соломы.

Данное исследование было поддержано проектом «Ключевые научно-технические задачи Китайской академии сельскохозяйственных наук» (CAAS-ZDRW202303) и другими проектами.