玩“二十個問題”游戲的最基本規(guī)則之一是所有問題必須通過“是”或“否”來明確回答。信息交換允許玩家正確猜出有問題的項(xiàng)目。

真菌研究人員一直在使用二十個問題的變體來確定木材腐爛真菌是否屬于兩個一般類別中的一個。如果真菌可以分解植物細(xì)胞壁的所有成分 - 纖維素，半纖維素和木質(zhì)素 - 它被認(rèn)為是白腐菌。如果真菌只能分解纖維素和半纖維素而不是木質(zhì)素，它們將其分類為褐腐病真菌。已知的白腐真菌產(chǎn)生某些稱為II類過氧化物酶(POD)的木質(zhì)素降解酶和多種結(jié)晶纖維素之后的酶。

在2014年6月23日在美國國家科學(xué)院院刊上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，由美國能源部聯(lián)合基因組研究所(DOE JGI)真菌研究人員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組建議將木腐朽真菌歸類為白腐病或褐腐病可能不像以前想象的那么明確。該發(fā)現(xiàn)使生物燃料生產(chǎn)過程商業(yè)化的真菌腐爛策略的范圍變得復(fù)雜，但也擴(kuò)大了范圍。

研究人員分析了33種擔(dān)子菌真菌基因組，其中22種是木質(zhì)衰變劑，其中4種最近由DOE JGI測序，這一發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了?；谙惹皽y序的基因組，研究小組觀察到兩種新的真菌Botryobasidium botryosum和Jaapia argillacea具有白腐真菌特有的纖維素攻擊酶，但缺乏POD，使它們與褐腐真菌相似。應(yīng)用一種稱為主成分分析(PCA)的統(tǒng)計過程，根據(jù)植物生物量降解基因發(fā)現(xiàn)真菌的相似性，他們發(fā)現(xiàn)這兩種新真菌分布在Phanerochaete chrysosporium附近。，第一個白腐病種測序。這是一個奇怪的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樾碌恼婢谙到y(tǒng)發(fā)育上遠(yuǎn)離P. chrysosporium，而且，沒有PODs。

然后該團(tuán)隊(duì)在松樹和白楊木上種植了B. botryosum和J. argillacea的分離株。他們發(fā)現(xiàn)真菌表面降解木材表面，但在局部區(qū)域，進(jìn)一步破壞細(xì)胞壁并去除纖維素，半纖維素和木質(zhì)素。

“[他們]顯示與白腐真菌的相似之處...所有預(yù)測的碳水化合物和木質(zhì)素活性酶都可以降解木材的所有成分，但他們這樣做沒有PODs是白腐病的標(biāo)志，”該團(tuán)隊(duì)報告說紙。他們還發(fā)現(xiàn)了對真菌存活至關(guān)重要的次級代謝基因與褐腐真菌之間的相關(guān)性。他們補(bǔ)充說，這些結(jié)果表明白腐病和褐腐病的二分法過于簡單化，并表明真菌木材衰變能力可以歸為連續(xù)統(tǒng)一體。

DOE JGI真菌基因組學(xué)負(fù)責(zé)人Igor Grigoriev指出，這不是他們第一次看到基因組似乎模糊了白腐病和褐腐病之間的定義。“我們認(rèn)為我們看到了以前測序的白腐真菌Schizophyllum commune異常，”他說。“現(xiàn)在我們看到了一個趨勢。這是具有多個數(shù)據(jù)點(diǎn)和如此多的真菌基因組序列的價值。這是大規(guī)模做真菌基因組學(xué)的重點(diǎn)。“

斯旺西大學(xué)的真菌研究員丹·伊斯特伍德(Dan Eastwood)沒有參與這項(xiàng)研究，他指出真菌不必遵守規(guī)則來展示衰變形式。“手稿非常及時，并提供了該領(lǐng)域許多人懷疑一段時間的證據(jù) - 木材分解的簡單描述并不一定反映真菌所顯示的衰變策略的多樣性，”他說。“在討論棕色腐爛木材腐爛機(jī)制時尤其如此，其中遠(yuǎn)緣相關(guān)物種已經(jīng)進(jìn)化出表面相似的衰變機(jī)制。這份手稿使用全基因組序列信息概述了推動我們對木材分解的理解的觀點(diǎn)，而不是簡單的白色與棕色腐爛二分法。“

這是我們第一次看到?jīng)]有這種特殊酶的白腐病模式，”格里戈里耶夫補(bǔ)充說。“這告訴我們這些真菌使用其他方法降解木質(zhì)素，這告訴我們POD不是白腐病的唯一標(biāo)記?，F(xiàn)在很明顯它不是唯一的參與者，我們應(yīng)該擴(kuò)大對具有生物能源應(yīng)用的酶的研究。重要的是要確定一系列來自大自然的酶，這些酶可用于開發(fā)第二代生物燃料，以分解植物細(xì)胞壁中的木質(zhì)素和其他成分。“

伊斯特伍德補(bǔ)充說，這項(xiàng)工作使研究人員能夠開始了解復(fù)雜棲息地的衰變策略。“在復(fù)雜的環(huán)境中，木材是一種復(fù)雜的基質(zhì)，”他說。“衰變機(jī)制的演變也將是復(fù)雜的，基因恭維的多樣性將反映表面上相似的衰變策略的多項(xiàng)式性質(zhì)。未來的挑戰(zhàn)是更好地確定木材分解過程中的化學(xué)環(huán)境，以及適當(dāng)反映其特定生態(tài)的不同物種的酶活性。