氢气是一种非常普通且重要的生物气体，氢气的生物学作用也非常巨大，关于生物和氢气的关系，其中一个方面就是细胞产生氢气的能力。地球生命分为三个域，分别是细菌、古菌和真核细胞。真核细胞分为真菌、原生生物、动物和植物。细菌和古菌代谢氢气有非常多研究，例如我们大肠内，大肠杆菌能代谢碳水化合物产生氢气，产甲烷古菌则能利用氢气和二氧化碳合成甲烷。近年来植物细胞产生氢气的证据越来越多，但真菌和动物产生氢气的研究比较少。这是真菌产生氢气的研究。按照这样的发展趋势，动物细胞产生氢气或无法产生氢气的证据也会越来越明确。

白腐真菌在木腐朽过程中产生氢气。白色腐真菌Versicolor产生氢气的实验表明，这种真菌可以在气相条件下从木材中产生氢气，而在低氧条件下则完全抑制了氢气的产生。此外，木培养物中添加草酸和甲酸提高了氢气的演化水平。RNA-seq分析显示，TCA/glyoxylate循环中的草酸生成途径被下调，而编码草酸和甲酸代谢酶的基因则被上调。尽管被注释为铁氢化酶的基因参与氢气生产的确切机制尚不确定，但有机酸补充、基因表达和自我重组实验的结果强烈表明，甲酸代谢在此类真菌产生氢气的机理中起着重要作用。可以预期，这一关于白色腐真菌通过木材生物质产生气相氢气的新发现将在生物氢研究领域开辟新领域。

Mori T, Takahashi S, Soga A, Arimoto M, Kishikawa R, Yama Y, Dohra H, Kawagishi H, Hirai H. Aerobic 氢气 production related to formate metabolism in white-rot fungi. Front Fungal Biol. 2023 Jun 27;4:1201889

白腐真菌被认为是一种有潜力的可持续能源载体，因为它具有高能量密度、燃烧时零排放以及易于从各种可再生资源中生产的优点。氢气可以通过热化学和生物过程从生物质材料中产生。光合和暗发酵是生物转化过程，通过这些过程，有机底物和/或生物质材料可以被多种微生物用来生产氢气。在暗发酵中，生物质中的碳水化合物在无氧条件下被产氢细菌分解为氢气、CO2和有机酸。一些厌氧细菌，如大肠杆菌和梭菌属的一些细菌，可以从有机酸中产生氢气。光合底物的光合发酵是由光合细菌进行的。这些细菌利用小有机酸在存在光的无氧条件下在生物质中产生氢气。各种厌氧真核生物也能在氢体中产生氢气。著名的厌氧真菌Neocallimastix和Piromyces spp.是氢的生产者。这些肠道真菌水解碳水化合物，产生的糖通过糖酵解或三羧酸循环（TCA循环）代谢为丙酮酸。氢体将丙酮酸和苹果酸代谢为乙酸以生成ATP，并通过联合ATP生成反应生成氢气和CO2。虽然氢化酶样基因（或NARF；核前淀粉酶A识别因子，NAR1；细胞内铁硫簇装配因子）在高等真核生物的基因组中广泛分布，但它们的功能和作用仍然未知。人们普遍认为动物细胞无法产生氢气，但已知分子氢对动物有多种生物学效应，包括抗氧化压力、抗炎和抗过敏作用。高等植物也受到氢气的影响，因为它提高了对各种非生物胁迫的耐受性，包括氧化、盐和脱水胁迫。此外，据信氢气改善了高等植物的生长和发育等生理过程，并与其他信号分子相互作用。一些早期研究表明，在无菌条件下，一些高等植物幼苗中产生了氢气。最近的一些报告指出，植物激素和非生物胁迫促进了高等植物内源性氢气的释放，并且氢气信号诱导了植物抗氧化防御和增强了耐盐性。尽管氢气生产和氢气信号传导途径的细节尚不清楚，但分子氢气在高等真核生物的压力响应中似乎起着非常重要的作用。

白色腐真菌是一种特殊的微生物，能够降解所有主要的木质组分、纤维素、半纤维素和木质素。在进行木质素降解的过程中，白色腐真菌会产生各种活性氧物质（ROS）和自由基，如自由基介导剂。白色腐真菌还会生产草酸以释放和矿化过量的碳，以便在C/N比率极高的木质材料上生长。根据这些数据，作者预测了在木材腐朽过程中始终处于氧化应激状态并且具有出色代谢有机酸能力的白色腐真菌能够产生氢气 ，与有机酸代谢相结合以提高抗氧化应激能力。在本研究中，评估了各种白色腐真菌在木材腐朽期间的氢气生产能力，并研究了潜在的生产机制。