以木质纤维素生物质为原料进行生物炼制是一种可再生、碳中性的发展策略,但木质纤维素的酶解抗性限制了基于纤维素糖平台的生物转化过程。白腐菌是自然界中木质纤维素碳循环的主要分解者,可分泌一系列辅助活性酶（Auxiliary activities,AA）增效纤维素的酶解糖化。本研究利用白腐菌胞外辅助活性酶构建高效的木质纤维素协同酶解糖化体系,在此基础上,阐明关键辅助活性酶——裂解性多糖单加氧酶（Lytic polysaccharide monooxygenase,LPMO）增效纤维素酶解糖化的机理,并明晰木质素在驱动LPMO氧化反应中的作用机制。论文主要研究结果如下:1)构建了基于白腐菌辅助活性酶的木质纤维素协同酶解糖化体系评价了6株白腐菌胞外酶系对木质纤维素酶解糖化的促进作用,发现Echinodontium taxodii 2538胞外酶系可显著增强商品纤维素酶对木质纤维素的酶解糖化效率,在最优条件下,由胞外酶系与纤维素酶所构成的协同酶解体系使秸秆和毛竹木质纤维素的葡萄糖产率最高分别达到430.4 mg/g和329.3 mg/g,较单纯商品纤维素酶的酶解产糖分别显著提升12.1%和20.4%。胞外酶系对酶解糖化的促进作用与木质纤维素底物中木质素含量相关,但胞外酶系中的木质素酶并不是增效酶解的主要因素。2)发现了协同酶解体系中关键辅助活性酶结合转录组学技术与生化分析揭示E.taxodii 2538胞外酶系中促进纤维素糖化的关键辅助活性酶。对三种不同培养条件下E.taxodii 2538的转录组分析显示,在以木质纤维素为碳源时,辅助活性酶系中的LPMO基因及驱动LPMO反应的纤维二糖脱氢酶（Cellobiose dehydrogenase,CDH）基因转录水平发生显著上调,其中LPMO基因c17792＿g1和CDH基因c20079＿g1的上调倍数和转录水平远高于其它辅助活性酶,提示LPMO可能是增效协同酶解的关键辅助活性酶。克隆c17792＿g1基因并异源表达获得LPMO重组蛋白EtLPMO9A。EtLPMO9A具有典型LPMO活性,发现在不添加外源电子供体的条件下EtLPMO9A显著促进木质纤维素酶解,对秸秆和毛竹木质纤维素的纤维素转化率分别最高提升11.9%和21.1%,且对酶解糖化的促进作用与底物中木质素含量正相关。EtLPMO9A对酶解糖化的促进作用规律与E.taxodii2538胞外酶系相似,表明EtLPMO9A是增效协同酶解的关键辅助活性酶。3)揭示了木质素原位驱动LPMO氧化纤维素的反应机制合成与天然木质纤维素的组成及酶解特性相似的木质纤维素膜,以此为底物研究木质素在LPMO增效纤维素酶解糖化中的作用,证明木质素能作为电子供体原位驱动LPMO氧化裂解纤维素,并进一步促进木质纤维素酶解糖化。与广泛报道的抗坏血酸驱动的LPMO反应相比,木质素驱动的LPMO反应具有与之相似的纤维素氧化效率,但副产物过氧化氢的生成量极低,最大过氧化氢产量比抗坏血酸驱动的LPMO反应降低了70.4%,从而避免酶的氧化失活,实现纤维素的高效裂解。综上所述,本论文构建了一个由白腐菌胞外酶系和纤维素酶组成的木质纤维素协同酶解体系,揭示LPMO是促进木质纤维素酶解糖化的关键辅助活性酶,并阐明木质素原位驱动LPMO增效木质纤维素酶解的作用机理。本研究为木质纤维素的糖平台转化提供了新策略,证明无需移除木质素也可实现木质纤维素生物质的有效糖化,为木质纤维素生物炼制的发展提供理论支撑。