基因中心在亞麻酸氧合物抑製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氧化脂質抑製黃曲黴毒素合成的機製研究方麵取得新進展。研究成果以“Linolenic acid-derived oxylipins inhibit aflatoxin biosynthesis in Aspergillus flavus through activation of imizoquin biosynthesis”為題在農業與食品領域權威期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry(中科院1區TOP,IF=5.895)在線發表。基因中心吳紹文博士、華南農業大學張群潔博士和基因中心張文洋博士為論文的共同第一作者,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。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,係統研究脂類物質調控黃曲黴毒素合成的分子機理具有重要意義。本團隊前期研究發現亞麻酸氧合物能夠在不抑製黃曲黴菌的菌絲正常生長和產孢的情況下,完全抑製黃曲黴毒素的合成(Yan et al., Fungal Genetics and Biology, 2015)。
基於前期基礎,本研究使用多組學技術結合計算生物學和遺傳實驗驗證進一步解析亞麻酸氧合物抑製黃曲黴毒素合成的分子機製。多組學分析與代謝流分析結果顯示亞麻酸氧合物能夠特異性抑製黃曲黴毒素等次生代謝途徑,但也明顯促進包括三羧酸循環等在內的初級代謝途徑;並在菌絲生長早期迅速激活黃曲黴菌胞內次生代謝物imizoquin的合成;通過基因敲除和過表達菌株的遺傳驗證實驗和靶向代謝組分析明確了imizoquin合成途徑是亞麻酸氧合物抑製黃曲黴毒素合成的關鍵因素。進一步的熱蛋白組分析和分子動力學模擬表明imizoquin基因簇中的轉運蛋白ImqJ能夠與亞麻酸氧合物結合。本研究首次發現亞麻酸氧合物通過激活黃曲黴菌胞內imizoquin合成途徑抑製黃曲黴毒素的合成。研究結果為氧化脂質介導的黃曲黴毒素合成調控提供了新的見解,為控製黃曲黴毒素汙染提供了新的理論基礎。
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。