异源表达揭示无花果拟盘多毛孢隐秘黑色素合成途径

【作者】 张鹏； 王秀娜； 范爱丽； 刘杏忠； 尹文兵；

【机构】 真菌学国家重点实验室中国科学院微生物研究所； 福建农林大学生命科学学院；

【摘要】 真菌色素能够抵御紫外线、氧化胁迫等,对真菌生长及环境适应起着非常重要的作用,在病原真菌则与其侵染毒力相关[1,2,3],然而由于其复杂的结构导致色素前体以至终产物都难以被鉴定[4]。本研究对植物内生真菌无花果拟盘多毛孢聚酮合酶编码基因Pfma F缺失后,发现突变株分生孢子色素层消失,孢子发生严重断裂,推测Pfma F基因参与无花果拟盘多毛孢的色素生物合成密切相关,然而通过化学分析比较野生型和突变株代谢图谱,未发现明显化合物差异。因此,我们利用构建的构巢曲霉作为宿主,对无花果拟盘多毛孢Pfma F基因及其基因簇进行异源表达,结合化合物分析、分离和鉴定技术,对该色素生物合成途径进行了研究。取得以下进展:1)证实了Pfma F基因簇负责合成隐秘的DHN类黑色素前体小柱孢酮,对?Pfma F突变株喂养小柱孢酮后,孢子色素和完整性得到部分恢复;2)敲除实验寻找到合成小柱孢酮的关键还原酶Pfma H,并利用酶促反应进一步验证了Pfma H催化功能,其负责将T4HN还原成小柱孢酮;3)通过生理实验发现,野生型菌株可以有效抵抗UV照射,而?Pfma F则对UV敏感。本研究揭示的无花果拟盘多毛孢中隐秘黑色素的生物合成途径为抗拟盘多毛孢属植物病原真菌药物开发提供潜在的理论依据。更多还原