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我校应用真菌团队在真菌菌丝抗逆机制研究中取得新进展
发布时间:2018-12-18

 

生长激素吲哚乙酸(indole-3-acetic acidIAA)作为一种调节植物生长发育的激素类物质,在植物中得到了广泛研究,发现其与植物抗逆性具有紧密的关系。人们已经发现真菌也能产生IAA,共生真菌产生的IAA可以促进植物的生长,但没有人关注到真菌IAA与自身抗逆性之间。

近日我校应用真菌团队在《Cellular Physiology and Biochemistry》、《Fungal Genetics and Biology》以及《菌物学报》杂志上在线发表题为“Proteome and transcriptome reveal involvement of heat shock proteins and indoleacetic acid metabolism process in Lentinula Edodes thermotolerance”、“The heat shock protein 40 LeDnaJ regulates stress resistance and indole-3-acetic acid biosynthesis in Lentinula edodes”、“RNAi法分析香菇邻氨基苯甲酸合酶基因功能”和“生长素及其类似物增强香菇耐高温性的研究”系列研究论文,阐述了香菇与IAA相关的抗逆机制。

香菇作为我国重要的栽培食用菌之一,在香菇菌丝培育中易受高温胁迫和绿色木霉侵染,常造成巨大的经济损失。应用真菌团队在完成香菇全基因组测序的基础上,开展了香菇生物胁迫及非生物胁迫条件下应激反应机制研究,通过多组学(转录组、蛋白组、代谢组)结合的方式,对香菇在热胁迫和深绿木霉侵染过程中的生物学变化进行了分析,发现IAA代谢通路以及IAA代谢前体合成物色氨酸的代谢通路在热胁迫下发生明显变化,控制代谢通路的关键酶TrpEYUCCA在热胁迫下发生显著上调,暗示了色氨酸及其代谢产物IAA与耐热性具有相关性。在外源添加试验中,发现IAA及其类似物(2,4-DNAA)可以提升香菇热敏感菌株的耐热能力。通过对代谢通路关键酶基因LetrpE基因表达干扰,发现下调真菌胞内IAA表达水平,也会降低菌丝细胞的耐热能力。研究工作首次证明了真菌中IAA及其类似物可以提高香菇菌丝耐热能力。组学研究还发现大量热激蛋白(Heat shock proteins, HsP20HsP40HsP70HsP90)的表达水平在逆境胁迫下显著上调,通过对香菇胞内LeDnaJHsP40)基因表达水平的调控,发现小分子伴侣蛋白DnaJ对耐热性以及深绿木霉均有显著的正调控作用,同时DnaJ对胞内IAA的水平也有明显的影响。研究结果表明热激蛋白DnaJ对香菇抗逆性具有重要的作用,热激蛋白LeDnaJIAA分别在蛋白质和代谢物两个不同水平上影响了香菇抗逆性,且两者之间也存在相互影响。该项研究开拓了真菌抗逆性机制研究新的方向,为进一步开发以生长激素代谢相关酶基因作为分子标记,进行耐高温及抗木霉的香菇新品种选育,奠定了坚实的基础。

博士研究生王刚正、硕士研究生马超君和周莎莎分别为论文第一作者,导师边银丙教授及青年教师龚钰华博士、周雁博士为通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、国家现代农业产业技术体系和湖北省技术创新重大专项等项目资助。

 

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