為探究稻曲病菌（Villosiclava virens）菌絲生長(zhǎng)的調(diào)控因子及其調(diào)控機(jī)制,將稻曲病菌ZJ09菌株用馬鈴薯蔗糖瓊脂（potato sucrose agar, PSA）平板培養(yǎng)基分別于黑暗和照光（日光燈提供的白光）條件下培養(yǎng)。結(jié)果顯示:照光能顯著抑制菌絲生長(zhǎng),說(shuō)明光照條件是該菌菌絲生長(zhǎng)的一種調(diào)控因子。采集上述2組菌絲進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,共獲得695個(gè)差異表達(dá)基因（differentially expressed genes, DEGs）,其中359個(gè)基因在照光后表達(dá)上調(diào),336個(gè)基因在照光后表達(dá)下調(diào)。從DEGs中選取6個(gè)基因用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（real-time quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR）進(jìn)行驗(yàn)證,所得結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果一致。對(duì)DEGs進(jìn)行基因本體（gene ontology,GO）富集分析,結(jié)果 491個(gè)DEGs得到富集,涉及生物過(guò)程、細(xì)胞成分和分子功能3大類(lèi)別,說(shuō)明照光抑制菌絲生長(zhǎng)的機(jī)制較為復(fù)雜。對(duì)DEGs進(jìn)行京都基因與基因組百科全書(shū)（Kyoto Encyclopedia of Genes an... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版). 2020,46(05)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

照光對(duì)PSA平板上ZJ09菌株菌落生長(zhǎng)的影響

本試驗(yàn)所得的DEGs被注釋到152個(gè)KEGG通路中，富集DEGs最顯著的20條通路見(jiàn)表4。在這20條通路中，核糖體通路涉及的DEGs有59個(gè)，明顯多于其他的KEGG通路。但在除核糖體通路外的其余19條通路中，發(fā)現(xiàn)有8條通路與氨基酸代謝有關(guān)，涉及53個(gè)DEGs。上述結(jié)果說(shuō)明，照光抑制稻曲病菌菌絲的生長(zhǎng)可能與核糖體結(jié)構(gòu)和功能，以及氨基酸代謝受到影響有較大關(guān)系。2.6 照光對(duì)乙酰輔酶A合成酶編碼基因表達(dá)水平的影響

乙酰輔酶A是各類(lèi)生物體中極其重要的能量及物質(zhì)代謝中間產(chǎn)物，參與生物體內(nèi)許多重要的代謝過(guò)程，比如三羧酸循環(huán)、脂肪酸生物合成，等等。在微生物體內(nèi)，ACS可催化乙酸直接轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A[24]。野生型的希金斯炭疽菌（Colletotrichum higginsianum）能在以乙酸、乙醇或乙醛作為碳源的培養(yǎng)基上存活，但ACS編碼基因Ch Acs1被敲除的希金斯炭疽菌不能在這些培養(yǎng)基上存活。當(dāng)微生物在含葡萄糖的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)時(shí)，理論上葡萄糖可經(jīng)過(guò)糖酵解分解為丙酮酸，而丙酮酸可以借由丙酮酸脫氫酶復(fù)合體（包含丙酮酸脫羧酶、二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶、二氫硫辛酸脫氫酶）催化轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴］o酶A，因此可以不依賴ACS。然而，即使有葡萄糖作為碳源，敲除Ch Acs1仍可顯著改變希金斯炭疽菌中一系列碳代謝相關(guān)基因的表達(dá)，并使菌絲中的脂含量降至野生型菌株的60%[25]。VAN DEN BERG等[26]嘗試將釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的2個(gè)ACS編碼基因之一ACS2失活，發(fā)現(xiàn)酵母菌突變菌株在含葡萄糖的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)受到抑制；進(jìn)一步將2個(gè)ACS編碼基因ACS1和ACS2同時(shí)失活，發(fā)現(xiàn)酵母菌突變菌株在含葡萄糖的培養(yǎng)基上也不能存活，說(shuō)明即使有葡萄糖作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，酵母菌的存活也離不開(kāi)ACS。上述研究表明，不管微生物利用何種碳源，ACS都具有重要作用。本研究的結(jié)果顯示：照光可顯著抑制稻曲病菌菌絲中ACS編碼基因的表達(dá)，削弱菌絲的乙酰輔酶A合成能力可能是照光抑制稻曲病菌菌絲生長(zhǎng)的機(jī)制之一。HOG1(high osmolarity glycerol 1）是最先從釀酒酵母中鑒定出的一種蛋白激酶，現(xiàn)已被證實(shí)廣泛存在于各種真核生物中。HOG1介導(dǎo)的信號(hào)途徑參與調(diào)控真核細(xì)胞對(duì)滲透脅迫的響應(yīng)[27-28]。ZHENG等[29]敲除稻曲病菌的HOG1編碼基因Uv HOG1后，發(fā)現(xiàn)突變體菌絲的生長(zhǎng)明顯弱于野生型菌絲，顯示稻曲病菌的HOG1可調(diào)控菌絲的生長(zhǎng)。本試驗(yàn)從黑暗組與照光組稻曲病菌菌絲中均檢測(cè)到Uv HOG1基因的表達(dá)，但2組菌絲中該基因的表達(dá)量無(wú)明顯差異，因此該基因不屬于DEG，說(shuō)明照光對(duì)菌絲中Uv HOG1基因的表達(dá)沒(méi)有影響。因此，推測(cè)照光抑制稻曲病菌菌絲的生長(zhǎng)與蛋白激酶HOG1無(wú)關(guān)。

【參考文獻(xiàn)】：
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