比較轉錄組學揭示鐵離子促進牛樟芝深層發酵無性孢子形成的分子調控機制

摘要

牛樟芝是一種珍貴的食藥用真菌，具有抗腫瘤、抗病毒、免疫調節等活性。 Fe2+被發現能促進A的無性孢子形成。 cinnamomea 顯著，但其作用的分子調控機制尚不清楚。在本研究中，使用RNA測序（RNA-seq）和即時定量PCR（RT-qPCR）對A.進行了比較轉錄組學分析。在有或沒有 Fe2+ 的情況下培養肉桂菌絲體，以揭示鐵離子促進無性孢子形成的分子調控機制。所得機制如下：A．肉桂透過還原鐵同化（RIA）和鐵載體介導的鐵同化（SIA）獲得鐵離子。在放射免疫分析中，亞鐵離子透過亞鐵氧化酶 (FetC) 和鐵轉運蛋白通透酶 (FtrA) 形成的高親和力蛋白複合物直接轉運到細胞內。在 SIA 中，鐵載體被分泌到外部以螯合細胞外環境中的鐵。然後，螯合物透過細胞膜上的鐵載體通道（Sit1/MirB）轉運到細胞內，並被細胞內的水解酶（EstB）水解，釋放鐵離子。 O-甲基轉移酶TpcA和調節蛋白URBS1促進鐵載體的合成。 HapX和SreA響應並維持細胞間鐵離子濃度的平衡。此外，HapX和SreA分別促進flbD和abaA的表達。此外，鐵離子促進細胞壁完整性訊號路徑中相關基因的表達，進而加速孢子細胞壁的合成與成熟。本研究有助於合理調控A孢子形成。 cinnamomea，因而提高了深層發酵接種物的製備效率。 00235-g001.jpg" alt="圖1" />

圖1

不同濃度的效果...

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不同濃度Fe 2+ 對孢子形成的影響( A )…

圖1 不同濃度Fe 2+ 對孢子形成的影響(A )和深層發酵中A. cinnamomea 的生物量(B)。註：“CK”，培養基中不添加金屬離子； “0.05”，培養基中Fe2+濃度為0.05mmol/L； 「0.1、0.2、0.3、0.4、0.5」與「0.05 mmol/L Fe2+」類似。以接種量為1.0×106孢子/mL、26℃、150r/min培養10天的肉桂菌絲體測定生物量； (B)中不同字母表示在0.05水準上差異顯著(p＜0.05)。

圖2

< p> RNA-seq 的統計分析...

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RNA-seq 樣本的統計分析。註：( A ): 聚類分析...

圖 2 RNA-seq 樣本的統計分析。註：(A)：基因表現的聚類分析； (B)：主成分(PC)分析； (C)：所有樣本中基因的FPKM值分佈。

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< p> GO ( A ), KEGG…

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GO ( A ), KEGG ( B ), 和KOG ( C )…

圖3 GO (A), KEGG (B), 和DEG 的KOG (C) 富集分析。

圖4

< p> 基因表現量涉及...

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基因表現量涉及CWI路徑（ A ）和FluG介導... > 圖4 肉桂菌菌絲體樣本中CWI途徑(A)及FluG介導途徑(B)相關基因的表達量。註：“mRNA”，信使RNA； “CK”，培養的菌絲體不含 Fe2+； “Fe”，在 0.1 mmol/L Fe2+ 存在下培養的菌絲體。以肉桂18S rRNA基因作為內參。

圖5

< p> Fe… 的模型圖

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Fe 2+ - 和FluG 介導的訊號路徑的模型圖…

圖5 的模型圖深層發酵中肉桂無性孢子形成的Fe2+- 和FluG 介導的訊號路徑。註：“綠色箭頭”，上游發育活化途徑； “紫色箭頭”，中央發育路徑； “藍色箭頭”，鐵穩態調節途徑。