蓝光调控金针菇子实体发育及赖氨酸生物合成的分子机理

【作者】 陶永新； 宋寒冰； 邵颜平； 段静怡； 朱坚； 江玉姬； 谢宝贵；

【机构】 福建农林大学园艺学院； 福建农林大学生命科学学院菌物研究中心； 福建农林大学食品科学学院；

【摘要】 光照是地球上最重要的环境因子之一,影响几乎所有生物的生长发育。其中,蓝光对大型真菌的生长发育影响最大,然而其具体的调控机理研究尚浅。本研究以大型担子菌中工厂化程度最高的食用菌金针菇为模型,探索蓝光调控其形态建成及赖氨酸代谢的分子机理。本研究首先探索不同蓝光照射条件对金针菇重要商品性状的影响,绘制出不同蓝光光照强度、光照时间及光周期下金针菇菌菌丝、原基形成、菌柄伸长、赖氨酸含量的动态变化曲线。选用所筛选蓝光照射最优条件处理金针菇,发现可促进原基形成和赖氨酸含量升高。对蓝光受体WC1/2进行基因鉴定和表达分析,表明WC1/2响应蓝光处理并参与调控金针菇原基形成及赖氨酸生物合成。同时利用基因沉默和过表达技术,从功能上验证了光受体WC1/2介导蓝光对金针菇原基和菌柄伸长的调控作用。进一步对转化子进行RNA-seq分析,筛选到WC1/2下游调控多种信号转导及疏水蛋白等结构蛋白,揭示了蓝光对原基形成、子实体形成建成的调控机理。另外,通过测定WC1/2转化子,发现光受体WC1/2还参与介导蓝光对赖氨酸合成的调控。RNA-seq结果与质谱鉴定结果,均显示光受体WC1/2通过调控多胺代谢从而介导对赖氨酸合成的调控。本研究系统地展示了蓝光对金针菇菌丝生长、形态发育、赖氨酸代谢的影响,并对蓝光受体WC1/2的调控功能进行了分子验证,综合组学分析结果揭示了WC1/2可通过多种信号转导、多胺代谢等方式介导蓝光对金针菇形态及代谢的调控作用,理论上丰富光调控的调控机理提供新论据,应用上为进一步提高金针菇产量品质、提升其营养保健价值提供新思路和指导。更多还原