NADPH氧化酶介导的活性氧信号通路调控金针菇菌柄分区伸长

【作者】 严俊杰； 仝宗军； 刘媛媛； 韩星； 谢宝贵； 甘炳成；

【机构】 中国农业科学院都市农业研究所,国家成都农业科技中心； 福建农林大学菌物研究中心；

【摘要】 食用菌的子实体通常由菌柄、菌盖组成,不同食用菌的菌柄长短相差甚远,探究菌柄的伸长调控机制将为食用菌不同柄长新品种的定向选育和栽培过程的精细化环控策略创新提供理论依据。金针菇是我国规模最大的工厂化栽培食用菌,具备柄长、盖小的典型特征,是研究菌柄伸长机制的理想材料。我们的研究结果显示,金针菇菌柄不同区段的伸长速度并不一致,靠近菌盖部分为伸长区域,靠近基部的区段为不伸长区。进一步检测结果显示,两种主要活性氧信号分子（O₂^-/H₂O₂）在菌柄上呈现相反的梯度分布,O₂^-集中分布在伸长区,而H₂O₂集中在不伸长区。荧光定量PCR结果显示,NADPH氧化酶催化亚基NoxA、NoxB、NoxR编码基因均在伸长区上调表达,而锰超氧化物歧化酶基因MnSOD1、MnSOD2均在不伸长区上调表达,这与菌柄上O2-/H2O2的分布规律一致。外源添加NADPH氧化酶专一性抑制剂可以有效抑制菌柄O₂^-的积累并抑制菌柄的伸长。通过农杆菌介导转化实验获得NoxA、MnSOD1、MnSOD2三个基因的过表达和干扰转化子。结果显示:NoxA基因正调控O₂^-产生,促进菌柄伸长;而MnSOD1、MnSOD2基因正调控O₂^-向H₂O₂转变,抑制菌柄伸长。以上结果表明:NADPH氧化酶和锰超氧化物歧化酶共同介导两种不同活性氧信号分子在菌柄上梯度分布,是调控金针菇菌柄分区伸长的重要原因。更多还原