里氏木霉具有较强纤维素酶合成能力，是目前生产纤维素酶和半纤维素酶的主要菌株。前期预研发现，一定渗透压胁迫能促进里氏木霉细胞内纤维素酶的合成。因此，本课题利用购买的里氏木霉(Trichoderma reesei CICC2626)为出发菌株，构建了聚乙二醇(PEG)介导的渗透压胁迫环境，研究了该胁迫条件对产纤维素酶特性的影响，并通过转录组学解析酶合成相关功能基因的差异表达，揭示渗透压胁迫条件下里氏木霉细胞内纤维素酶生物合成的调控机制。论文主要开展如下研究工作：
　　首先，研究了不同氮源和碳源对T.reesei CICC2626产纤维素酶的影响，结果表明玉米浆为氮源、预处理稻草秸秆为碳源，得到最大FPase、CMCase和β-葡萄糖苷酶酶活分别为3.83U/mL、4.02U/mL、2.50U/mL。论文还通过响应面法(RSM)优化产酶条件，结果显示，氮源添加量为4.5g/L，碳源添加量为9.5g/L，初始pH为6，发酵温度为30℃为T.reesei CICC2626最优产酶条件，最大的纤维素酶活分别为4.53(FPase)、9.9(CMCase)、4.15U/mL(β-葡萄糖苷酶)，较优化前提高了约2倍。此外，开展了发酵液的热稳定、pH稳定性和基质水解特性等研究，发现在pH5-7和30℃-50℃范围均能保持较高纤维素酶活，并在50℃、pH为7时纤维素酶活最高；发酵液处理经预处理后的稻草基质36h时得到最大还原糖浓度为55.5mg/mL。
　　论文重点研究了渗透压胁迫条件对T.reesei CICC2626产纤维素酶的影响。结果表明PEG8000介导的渗透压胁迫条件下纤维素酶活显著提高，其添加浓度为1.5%(w/v,229mOsm/kg)时得到最大纤维素酶活，较对照组(0%PEG8000)增加了约2倍；在此基础上，对不同浓度PEG8000胁迫条件下纤维素酶合成相关基因cbh、cel3b、egl及关键转录因子xyr1进行qPCR检测。结果发现，经PEG8000处理后，纤维素酶合成相关基因转录水平显著提高，其中纤维素酶合成基因cbh的转录水平上调50倍。初步表明PEG8000介导的渗透压胁迫条件下纤维素酶活提高是通过纤维素酶合成基因上调表达实现的。
　　由此，为了从分子水平揭示PEG8000介导的渗透压胁迫条件下T.reesei CICC2626产纤维素酶的调控机制，论文开展了1.5%PEG8000(229mOsm/kg)渗透压胁迫条件下T.reesei CICC2626转录组测序。通过转录组数据分析，筛选得到差异表达基因共3850条，其中包括上调基因2081条，下调基因1769条；对差异表达基因进行功能注释，发现糖苷水解酶家族基因中上调表达79条，其中编码纤维二糖水解酶基因cel7a和cbh分别上调5.51、6.20倍。同时发现编码Ca2+transporter和钙离子信号通路相关基因均上调表达，揭示了PEG8000介导的渗透压胁迫条件下，里氏木霉细胞内钙离子信号通路相关基因上调表达是促进纤维素酶合成的原因之一。