灰盖鬼伞菌与球托霉菌相互作用合成漆酶的信号调控机制

漆酶是一种多功能氧化酶，在不同物种广泛分布，执行重要生理学功能。近来发现不同微生物间发生相互作用往往促进漆酶上调表达，有关种间相互作用合成漆酶的研究目前多集中于发酵生理学水平，细胞代谢合成何种信号分子、通过何种信号途径调控其它微生物合成漆酶的分子机制尚未见报道。我们前期研究发现，自主选育的球托霉菌在漆酶诱导合成方面优于已报道的微生物，能诱使模式菌灰盖鬼伞高效合成漆酶，并证实球托霉菌代谢的小分子化合物是诱导漆酶合成的信号分子。申请项目拟以该信号分子和灰盖鬼伞菌为研究对象，解析信号分子化学结构，利用基因芯片技术在全基因组水平获悉信号分子调控灰盖鬼伞的靶基因及可能的信号转导途径，通过生物信息学预测这些基因的潜在功能，并验证重要基因的生理学功能，初步阐明真菌相互作用高效合成漆酶的信号调控机理，为其它真菌相互作用相关研究提供借鉴，同时该信号分子有望成为真菌漆酶工业化高效清洁生产的新型诱导剂。

不同微生物间相互作用往往促进一种多功能氧化酶（漆酶）上调表达，其分子机制尚不清楚。本项目对球托霉菌Gongronella sp. W5与模式真菌灰色鬼伞Coprinopsis cinerea的相互作用进行探索，发现G. W5诱使后者合成漆酶的最优碳氮源为蔗糖、天冬酰胺，G. W5将蔗糖分解为 C. cinerea可利用的果糖和葡萄糖。对C. cinerea全基因组表达谱进行测定和分析，表明G. W5生物压力下C. cinerea中多个异生化合物代谢途径的基因发生了差异表达，9个漆酶同工酶基因仅lcc9显著上调表达，其关键调控因子基因ace1相应上调表达。共培养体系中菌丝隔离实验表明，G. W5分泌合成的可溶性小分子化合物是诱导lcc9上调表达的主要信号。对该信号分子进行分离纯化与结构解析，将其鉴定为3-羟基-2-辛基-戊二酸，结构式C13H24O5，它能诱导多个不同种属的真菌高效合成漆酶。这些结果初步阐明了G. W5诱使C. cinerea高效合成漆酶的信号调控机理，为其它真菌相互作用相关研究提供了借鉴，同时该信号分子化合物可能成为真菌漆酶工业化高效清洁生产的新型诱导剂。