球孢白僵菌甾醇调控元件结合蛋白SrbA介导氧化胁迫反应的机制

Oxidative stress is one of the vital adverse stresses for fungal pathogens, which directly impedes pathogenesis and environment adaption. Sterol regulatory element-binding protein SREBPs are widely found in eukaryotes and mediating low-oxygen adaptive response and virulence, however, SREBPs involvement in oxidative stress has not been reported. During the postdoctoral period, applicant focuses on mechanism of adapting to low-oxygen in the host in the insect fungal pathogen, Beauveria bassiana. We found that SREBPs of B.bassiana (SrbA) not only regulates low-oxygen adaptive response but also mediates oxidative stress response. The findings suggested a valuable cue to explore the mechanism of the fungal pathogen controlling oxidative stress response in the host (low-oxygen environment). In this project, qRT-PCR, yeast-one hybrid, enzymatic analysis as well as comparative transcriptome analysis, will be adapted to reveal physiological basis of SrbA regulation of oxidative stress response in B.bassiana. Furthermore, oxidative stress associated target genes regulated by SrbA will be indentified and characterized using comparative transcriptome analysis, CHIP-PCR and gene disruption methods. One of our goals of the project is to expect to achieve a new breakthrough on understanding the regulatory mechanism of the fungal pathogen mediating oxidative stress response in the host. Another goal is to hope to provide a theoretical basis for enhancement of oxidation resistance and virulence of the fungal agent using genetic engineering.

氧化胁迫是病原真菌面临的重要逆境胁迫，直接影响病原菌侵染致病及环境适应性。甾醇调控元件结合蛋白SREBPs广泛存在于真核生物介导低氧适应性反应和毒力。申请人在博士后工作期间针对球孢白僵菌适应宿主血腔低氧环境的分子机制开展了研究，发现甾醇调控元件结合蛋白SrbA不仅调控低氧适应性反应，还介导菌株氧化胁迫反应。该发现为揭示病原真菌在宿主昆虫体内（低氧）调控氧化胁迫反应的分子机制提供了新的线索。拟进一步解析SrbA调控氧化胁迫反应的生理学基础，鉴定SrbA介导的氧化胁迫反应的靶标基因，解析靶标基因与氧化胁迫反应的关系，揭示SrbA介导氧化胁迫反应的分子基础。项目的完成，将有望为揭示病原真菌适应昆虫体内环境的作用机制提供新理论证据，同时为提升生防真菌抗氧化和毒力提供理论指导。

氧化胁迫是病原真菌面临的重要逆境胁迫，直接影响病原菌侵染致病及环境适应性。甾醇调控元件结合蛋白SREBPs广泛存在于真核生物介导低氧适应性反应和毒力。申请人在博士后工作期间针对球孢白僵菌适应宿主血腔低氧环境的分子机制开展了研究，发现甾醇调控元件结合蛋白BbSre1不仅调控低氧适应性反应，还介导菌株氧化胁迫反应。本项目的研究目标是BbSre1介导球孢白僵菌氧化胁迫反应的机制。该发现为揭示病原真菌在宿主昆虫体内（低氧）调控氧化胁迫反应的分子机制提供了新的线索。本项目围绕着BbSre1是如何介导球孢白僵菌氧化胁迫反应的研究目标，分别从转录水平、蛋白水平和细胞水平层面上探究BbSre1调控氧化胁迫反应的生理学基础，并通过转录组、免疫沉淀（IP）和染色质免疫共沉淀（ChIP-seq）方法，明确了BbSre1的互作蛋白和受BbSre1调控的关键基因。在转录水平上，氧化胁迫促进BbSre1入核，通过介导氧化氢酶基因(Cat1、Cat2、Cat4、Cat5 和Cat6)、超氧化物歧化酶基因(Sod2、Sod3、Sod4 和 Sod5)、过氧化物酶基因(Pod1、Pod2 和 Pod3)、硫氧还原蛋白基因(Trx1、Trx2、Trx3、Trx4、Trx5、Trx6)和谷胱甘肽氧化还原蛋白基因(Grx1、Grx2、Grx3、Grx4、Grx5)共 23 个抗氧化相关基因的表达，参与白僵菌的氧化胁迫反应；蛋白水平上，BbSre1通过调控过氧化氢酶 CAT、过氧化物酶 POD、超氧化物歧化酶 SOD 的活性，并参与白菌麦角固醇和脂滴合成介导氧化胁迫反应；细胞水平上，BbSre1介导过氧化物酶体的分离和融合，调控过氧化物酶体的动态平衡，参与真菌氧化胁迫反应。通过瞬时表达系统探究了BbSre1活性与ROS的关系，明确了IP和ChIP-Seq的作用条件，鉴定了16个与BbSre1的互作蛋白和480个受BbSre1调控的靶标基因。此外，BbSre1还参与白僵菌的免疫识别，破坏BbSre1导致菌株更容易被昆虫免疫识别，毒力显著下降。该研究结果为揭示病原真菌适应昆虫体内环境的作用机制提供新理论证据，同时为提升生防真菌抗氧化和毒力提供理论指导。