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扩展青霉erg4的生物信息学、亚细胞定位及表达分析

2021-02-10韩占红宗元元张学梅王斌PRUSKYDov毕阳

生物技术通报 2021年12期

韩占红 宗元元 张学梅 王斌 PRUSKY Dov 毕阳

(1. 甘肃农业大学食品科学与工程学院,兰州 730070;2. Department of Postharvest Science of Fresh Produce,Agricultural Research Organization,Volcani Center,Bet Dagan 50250,Israel)

扩展青霉(Penicillium expansum Link)是重要的采后病原真菌,寄主范围广,可侵染苹果、梨、桃、樱桃等二十多种果实,其所引起的青霉病造成的采后经济损失巨大[1]。此外,P. expansum还会在果实体内产生对消费者健康具有潜在危害的棒曲霉毒素[2]。因此,减轻P. expansum对果实的危害是当前生产中亟待解决的问题。

麦角甾醇(Ergosterol)是真菌细胞膜上的特有组分,在真菌生长发育过程中具有重要作用[3],可确保真菌细胞膜的稳定性、流动性、渗透性以及膜上相关蛋白的活性[4-8]。此外,麦角甾醇还对真菌细胞内外的信号分子转导、膜蛋白的正确定位以及功能的正常发挥具有重要影响[9-10]。麦角甾醇的生物合成受一系列erg基因的调控,其中erg4编码的是一种甾醇C-24(28)还原酶(sterol C-24(28)reductase),催化麦角甾醇合成的最后一步反应,将前体物质ergosta-5,7,22,24(28)-四烯醇转化为麦角甾醇[11-12]。酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中仅存在一个erg4基因,该基因的缺失不仅导致细胞生长缺陷,还会改变细胞膜的结构[13-14]。缺失erg4的S. cerevisiae对氧化胁迫的敏感性增加[15]。敲除erg4的红法夫酵母(Red Yeast Xanthophyllomyces dendrorhous)麦角甾醇合成受到抑制,导致前体物质大量积累[16]。禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)中erg4的缺失也会导致菌丝生长缓慢、产孢量降低、分生孢子畸形、分隔数减少、脱氧雪腐镰刀菌烯醇合成量下降、致病性及抗氧化胁迫能力显著降低[17]。烟曲霉(Aspergillus fumigatus)中存在erg4A和erg4B两个erg4同源基因,erg4A和erg4B的共同缺失会完全阻断麦角甾醇合成,并造成严重的产孢缺陷,但其单独缺失既不影响麦角甾醇的合成,也不影响正常产孢[18]。……

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