《球孢白僵菌親環蛋白影響毒力及次生代謝的機理研究》是依託西南大學，由周永洪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：球孢白僵菌親環蛋白影響毒力及次生代謝的機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周永洪
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對毒力相關基因的發掘研究，進而闡明昆蟲病原真菌的致病機理，有助於研製開發高毒力的真菌殺蟲劑。親環蛋白是一類普遍存在於原核與真核生物的、能與免疫抑制劑環孢黴素特異結合的肽醯脯氨醯順反異構酶。在植物和人類病原真菌中，下調親環蛋白能夠降低菌株的毒力。而申請人的研究發現，下調親環蛋白後，昆蟲病原真菌球孢白僵菌的毒力沒有降低反而增高，一些次生代謝物合成基因的表達水平也明顯提高，說明昆蟲病原真菌親環蛋白影響毒力的方式可能不同於植物和人類病原真菌。為深究其中的機理，本項目擬通過表達譜差異比較、生物信息學、基因敲除、超量表達、次生代謝譜差異分析等方法，找出受親環蛋白影響的次生代謝物及其合成相關基因。然後對差異次生代謝物進行純化鑑定，並通過生物測定驗證它們和毒力的關係。本項目的完成，預期能夠靶定受親環蛋白影響的次生代謝物及其合成相關基因，有望獲得一些高毒力的基因工程菌株，以及具有潛在殺蟲價值的次生代謝產物。
結題摘要
親環蛋白是一類能夠同免疫抑制劑環孢黴素特異結合的肽醯脯氨醯順反異構酶，這類蛋白廣泛存在於各界生物並和許多生物學過程相關。絲狀昆蟲病原真菌球孢白僵菌含有包括cypA/Cyp1在內的11個親環蛋白基因。BbCypA重組蛋白具有受CsA抑制的PPI活性，然而敲除BbCypA後並不影響菌株的生長、發育、抗逆及毒力。為明確各親環蛋白的生物學功能，又分別對它們進行了基因敲除和超量表達。敲除菌株ΔBbCypE和ΔBbCyp6的生長受到抑制，產孢下降，毒力也明顯降低；菌株ΔBbCypH和ΔBbCyp9除了產孢明顯提高外，其它表型和野生菌株沒有明顯差異；抑菌實驗顯示BbCypA和BbCypX是環孢黴素CsA的主要胞內受體；在32℃亞高溫脅迫條件下，敲除BbCypA不影響菌株生長，而敲除其它基因均會影響菌株生長，此外，超表達任何一個親環蛋白都會抑制菌株的生長。通過基因沉默下調整個家族基因後，菌株的生長、發育、產孢、以及對高鹽和剛果紅氧化脅迫的耐受性不受影響；而對CsA的耐受性及高溫脅迫的敏感性增加，同時菌株的毒力也明顯下降。酵母雙雜交實驗顯示：BbCyp8和BbCyp9沒有作用靶標，推測它們能夠獨立的完成某些生物學功能；而其餘親環蛋白都有一個或多個作用靶標，且許多靶標蛋白能夠和2個以上的親環蛋白相互作用；這些靶標靶標蛋白可能參與了包括DNA複製、染色質組裝、轉錄調控、核糖體組裝/翻譯調控、物質代謝、胞內傳遞及運輸等諸多生物過程。綜上所述，球孢白僵菌11個親環蛋白，組成一個多功能蛋白家族，參與了諸多生物學過程，並協同影響了菌株的生長、發育、耐熱及毒力；此外，我們還獲得了一種同時下調多基因家族的基因沉默策略。
