ADA-6在脉胞菌无性产孢调控网络中的作用机制研究

Conidiation is a biological process important for filamentous fungi to reproduce, disperse and pathogenicity. In the project supported by NSFC for young scientists (No. 31000551), we found that both VAD-5 and CHC-1 regulate conidiation by repressing or promoting the transcription of some conidiation related genes, such as fl, ada-6 and rca-1. With respect to the transcription factor ADA-6, although it was reported that conidiation of the deletion mutant is totally impaired, its functional mechanism remains unclear. In this proposed plan, we will identify the ADA-6-regulated genes and biological processes by differential expression gene profiling (DGE) followed with phenotypic analysis of gene deletion mutants, elucidate the relationship between ADA-6 and two conidiation related genes fluffy and rca-1 through transcription profiling, and analyze the activation mechanism of ADA-6 in conidiation by analyzing phosphorylation sites and protein interactions. By revealing the functional mechanism of ADA-6 in conidiation, this study will provide important basis for the control of pathogenic fungi and the utilization of beneficial fungi.

无性产孢是丝状真菌繁殖、传播及致病的基础。在青年科学基金项目（No. 31000551）中，我们发现VAD-5与CHC-1对无性产孢的核心调控作用都是通过抑制或促进无性产孢关键基因fl、ada-6和rca-1的转录而实现的。其中对转录因子ADA-6的报道，仅限于对其突变体表型特征的简单描述：无性产孢完全受阻。但对ADA-6在无性产孢调控网络中的作用机制并不清楚。本研究将通过差异转录谱与差异基因突变体表型分析等技术，揭示ADA-6调控无性产孢的机制；通过转录分析，阐明ADA-6与fl及rca-1之间的联系；通过磷酸化位点与蛋白互作分析，解析ADA-6在无性产孢调控中的激活机制；综合以上研究，以期揭示ADA-6在无性产孢调控网络中的作用机制，为有益真菌的利用及有害真菌的防控提供重要的理论依据。

无性产孢和有性发育是丝状真菌主要的繁殖和传播方式。本项目旨在解析粗糙脉孢菌中关键转录因子ADA-6调控无性产孢的机制，我们按计划完成了项目的研究目标，并额外解析了ADA-6调控粗糙脉孢菌有性发育的机制，发现了ADA-6对氧化胁迫反应过程的调控作用。本研究通过表型分析和遗传分析，证实了ADA-6对粗糙脉孢菌无性产孢和有性发育的正调控作用。通过对ADA-6调控无性产孢机制的解析，我们发现ADA-6参与氧化还原过程与单有机体代谢过程，并最终调控无性产孢关键基因fl和acon-3的表达而影响无性产孢。研究发现，VAD-5正调控ADA-6的表达而CHC-1负调控ADA-6的表达。ada-6敲除亦导致雌性不育，我们对ADA-6调控有性发育的机制解析发现，ADA-6主要影响氧化还原过程与跨膜转运蛋白的表达，并最终调控有性发育关键基因pre-2、poi-2与NCU05832的表达而影响粗糙脉孢菌的有性发育。在以上对粗糙脉孢菌无性产孢和有性发育调控的分析中，我们发现ADA-6调控ROS产生基因及cat-3的诱导表达，说明ADA-6调控粗糙脉孢菌的氧化胁迫反应。因此，我们比较了ada-6突变体与野生菌株对氧化剂双氧水和甲萘醌的敏感性，结果发现ada-6突变体对双氧水和甲萘醌的敏感性均较野生菌株更加敏感，进一步证实了ADA-6对粗糙脉孢菌对氧化胁迫反应的调控作用。概而言之，通过本项目的实施，我们明晰了粗糙脉孢菌ADA-6在无性产孢、有性发育和氧化胁迫反应中的功能和机制，加深了人们对丝状真菌发育调控的认识，对有益真菌的利用及有害真菌的防控都具有重要意义。