基因中心在溫度調控黃曲黴毒素合成的機製研究方麵取得新進展
近日,基因中心作物品質控製與多組學技術創新團隊在溫度調控黃曲黴毒素合成的機製研究方麵取得新進展。研究成果以“Integrated metabolomics and lipidomics analyses suggest the temperature-dependent lipid desaturation promotes aflatoxin biosynthesis in Aspergillus flavus”為題在微生物學領域重要期刊Frontiers in Microbiology(中科院2區TOP,IF=6.064)在線發表。基因中心吳紹文副研究員為論文的第一作者,基因中心晏石娟研究員為該論文的通訊作者。
黃曲黴毒素是由黃曲黴菌和寄生曲黴菌等曲黴真菌產生的一類劇毒、強致癌的次級代謝產物。受環境條件的影響,玉米、花生等油料作物種子如保存不當容易受到曲黴真菌侵染從而產生黃曲黴毒素汙染。據統計,每年由於黃曲黴毒素汙染造成的經濟損失高達數十億元。因此,探索環境因素調控黃曲黴毒素合成的分子機理具有重要意義。前人研究表明溫度是調控黃曲黴毒素合成的重要環境因素(Caceres et.al., Toxins, 2020)。但迄今為止,溫度調控黃曲黴毒素合成的分子機製尚不明晰。
該研究團隊綜合運用了代謝組學、脂質組學和分子生物學技術手段,從胞內全局代謝變化層麵探究溫度如何調控黃曲黴菌中黃曲黴毒素的合成。研究結果表明,在黃曲黴菌生長早期,不產毒素的高溫(37℃)下,黃曲黴菌胞內氨基酸和碳水化合物代謝得到顯著促進,這與觀察到的早期更為快速的菌絲生長表型相一致。進一步分析發現,在利於產毒素的低溫(28℃)下,黃曲黴菌胞內大多數脂質的側鏈和遊離脂肪酸的不飽和度更高,並且脂類物質的不飽和度與黃曲黴毒素的合成呈正相關。qRT-PCR實驗表明,在低溫下,黃曲黴菌胞內的脂肪酸去飽和酶的表達被上調,與不飽和脂肪酸的高含量相一致。該研究首次揭示黃曲黴菌響應不同環境溫度的胞內脂類物質的積累特征,以及提示了多不飽和脂肪酸容易誘發胞內氧化應激促進黃曲黴毒素的合成。研究結果為進一步探索黃曲黴菌中脂質氧化、氧化應激和黃曲黴毒素合成的關係,及黃曲黴毒素的防控提供新的理論基礎。
該研究得到國家自然科學基金、必威betways 優秀博士人才引進、中青年學科帶頭人培育項目、廣東省自然科學基金等多個科研項目的資助。