瘤胃微生物是反刍动物消化代谢过程的执行者,它可以利用木质纤维素为机体提供能量。众所周知,瘤胃厌氧真菌是纤维降解菌中的重要成员,在植物细胞壁的降解中起着关键作用。其独特的假根系统能够物理性破坏植物组织结构,同时利用分泌的碳水化合物活性酶（CAZymes）对植物细胞壁进行酶解。这些酶主要包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和酯酶等,它们根据家族的多种特异性催化不同的底物。已有研究表明利用葡萄糖和木质纤维素底物诱导厌氧真菌分泌的纤维降解酶其转录水平存在显著差异,进而影响厌氧真菌的代谢产物。厌氧真菌如何利用底物诱导纤维降解酶的活性,这些酶与代谢产物之间又有怎样的关联。本试验通过利用碳源复杂度不同的底物诱导厌氧真菌分泌CAZymes,采用转录组学和代谢组学两种方法进行分析,以期阐明碳源复杂度诱导厌氧真菌产酶的机制,为厌氧真菌产酶研究提供理论依据。试验一不同底物对厌氧真菌产生的酶活和代谢物的影响本试验选用碳源复杂度不同的葡萄糖、滤纸和微晶纤维素为唯一碳源,分别培养从牦牛瘤胃液分离出来的3株厌氧真菌单菌株,旨在研究3种不同碳源对厌氧真菌的纤维降解酶活和代谢物的影响。本试验采用双因素试验设计,以8%（W/V）的碳源为发酵底物,利用3种碳源分别培养厌氧真菌单菌株,共3个处理,每个处理4个重复。在体外培养6 d采样,测定挥发性脂肪酸、羧甲基纤维素酶、微晶纤维素酶、木聚糖酶、乙酰酯酶和滤纸酶的活性,结果表明:1)厌氧真菌发酵葡萄糖产生纤维降解酶活显著高于发酵滤纸和微晶纤维素所产生的酶活（P<0.05）,Orpinomyces sp.YF3发酵底物产生的纤维降解酶活显著高于厌氧真菌Orpinomyces sp.YF13和Orpinomyces sp.YF16（P<0.05）。2)厌氧真菌发酵葡萄糖产生乙酸比例显著高于发酵滤纸和微晶纤维素（P<0.05）,产生的丙酸比例显著低于发酵滤纸和微晶纤维素（P<0.05）,Orpinomyces sp.YF3和Orpinomyces sp.YF16发酵底物产生的乙酸比例显著高于Orpinomyces sp.YF13（P<0.05）,产生的丙酸比例显著低于Orpinomyces sp.YF13（P<0.05）。本试验研究结果表明,所选的3种复杂度不同的碳源对厌氧真菌产生的纤维降解酶活和挥发性脂肪酸存在显著差异性,同时不同的菌株也会影响厌氧真菌产生的纤维降解酶的活性及其代谢物的比例。试验二不同碳源对Orpinomyces sp.YF3转录和代谢水平的影响本试验以试验一为基础,用液体培养基分别培养厌氧真菌Orpinomyces sp.YF3、Orpinomyces sp.YF13和Orpinomyces sp.YF16,体外培养1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d采样,测定纤维降解酶活,确定酶活最高的菌株以及最佳培养天数。利用酶活最高的厌氧真菌研究3种碳源对厌氧真菌转录和代谢水平的影响,用8%（W/V）的葡萄糖、滤纸和微晶纤维素为发酵底物培养厌氧真菌单菌株Orpinomyces sp.YF3,体外培养6 d采样进行转录组学和代谢组学测序。试验共分为3个处理,转录组每个处理4个重复,代谢组每个处理7个重复。结果表明:1)Orpinomyces sp.YF3产生的羧甲基纤维素酶活显著高于Orpinomyces sp.YF13和Orpinomyces sp.YF16（P<0.05）,微晶纤维素酶3株菌之间没有显著差异（P>0.05）,培养6d的Orpinomyces sp.YF3产生的羧甲基纤维素酶和微晶纤维素酶显著高于其他培养时间（P<0.05）。2)复杂度不同的碳源会引起厌氧真菌纤维降解酶基因的表达存在差异显著性,其中厌氧真菌发酵葡萄糖产生的纤维降解酶基因的表达量高于发酵滤纸和微晶纤维素。3)厌氧真菌发酵碳源产生的纤维素酶活性主要受编码纤维素酶基因表达量的调控,尤其是发酵单糖可以诱导纤维素酶基因的表达进一步促进纤维素酶的活性。厌氧真菌发酵碳源产生的木聚糖酶的活性不受编码木聚糖酶基因表达量的调控。4)复杂度不同的碳源会引起发酵液中积累的代谢物含量和种类的差异性,其中厌氧真菌发酵葡萄糖产生的代谢物含量高于发酵滤纸和微晶纤维素。5)厌氧真菌发酵碳源产生的代谢物受基因表量的调控,尤其是厌氧真菌发酵单糖可以诱导基因表达量升高进而促进代谢产物的产生。综上所述,厌氧真菌发酵复杂度不同的碳源产生的纤维素酶活性和代谢物主要受编码纤维素酶基因的表达量调控,碳源通过影响纤维素酶的活性进一步影响代谢物的含量和种类。其中厌氧真菌发酵葡萄糖对纤维降解酶的诱导效果最佳,进而促进代谢物产生。