Page 43 - 《华中农业大学学报》2020年第6期
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第 ３９ 卷 第 ６ 期                     华   中   农   业   大   学   学   报                      Vol．３９ No．６
               ２０２０ 年  １１ 月                 JournalofHuazhon gA g riculturalUniversit y        Nov．２０２０ , ３７~４３


               祝友朋, 韩长志 ． 不同营养类型植物病原真菌次生代谢产物合成基因簇的差异性研究[ J ] ． 华中农业大学学报, ２０２０ , ３９ ( ６ ): ３７Ｇ４３．
               DOI : １０．１３３００ / j ．cnki．hnlkxb．２０２０．０６．００６
                              不同营养类型植物病原真菌次生代谢产物

                                           合成基因簇的差异性研究


                                                     祝友朋, 韩长志



                            西南林业大学生物多样性保护学院 / 云南省森林灾害预警与控制重点实验室,昆明 ６５０２２４

                       摘要   选择全基因组序列已经公布的 ２２ 种真菌为研究对象, 利用 antiSMASH 数据库对不同营养类型真菌
                   的次生代谢产物合成基因簇进行注释, 以期发现不同营养类型植物病原真菌在侵染植物过程中次生代谢产物所
                   发挥的作用及合成基因簇的差异性.结果表明: 半活体营养型真菌和死体营养型真菌中次生代谢产物合成基因
                   簇的种类和数量都高于活体营养型真菌; 进一步对非核糖体肽合成酶( NRPS )、 聚酮合酶( PKS )、 萜烯( ter p ene )
                   三大类次生代谢产物合成基因簇进行分析, 发现半活体营养型和死体营养型病原菌中 NRPS 基因簇、 PKS 基因
                   簇和萜烯基因簇的数量也都高于活体营养型病原菌.
                       关键词   植物病原真菌;营养类型;次生代谢产物合成基因簇;免疫防卫反应
                       中图分类号  S４３５．１   文献标识码  A   文章编号  １０００Ｇ２４２１ ( ２０２０ ) ０６Ｇ００３７Ｇ０７

                  微生物中次生代谢产物的种类是由次生代谢合                         在研究室开展了关于植物病原丝状真菌及细菌分泌
               成基因簇决定的, 次生代谢产物一般具有抗菌、 免疫                       蛋白、 CAZ y mes预测及功能解析工作             [ １０ ] , 然而, 关
               抑制、 产生毒素、 降低致病性等多种生物活性                   [ １ ] , 其  于不同营养类型真菌中次级代谢产物合成基因簇及
               作为人类疾病药剂及农林业植物病虫害药剂开发的                          不同营养类型真菌与次生代谢产物合成基因簇之间

               重要来源, 在医学和农业生产 中发挥着重要作用. 的关系尚不明确.
               目前, 国内外学者关于真菌次生代谢产物合成基因                             antiSMASH 数据库中关于微生物的次生代谢
               簇的研究主要集中在次生代谢产物挖掘                    [ ２ ] 、 次生代  合成 基 因 簇 的 种 类 共 有 ５９ 种, 主 要 有 聚 酮 合 酶
               谢产 物 合 成 基 因 的 筛 选 鉴 定 及 其 克 隆      [ ３ ] 、 聚 酮 合  ( PKS )、 ter p ene和 NRPS 等 [ １１ ] .其中, PKS 能合成
               酶  [ ４Ｇ５ ] 和非核糖体肽合成酶    [ ６Ｇ７ ] 的作用等方面.关于       聚酮类化合物, 主要有 T１PKS 、 T２PKS 和 T３PKS ,

               细菌次生代谢产物合成基因簇的研究主 要是利用                          可用于研制抗生素、 抗菌剂等; ter p ene 是萜类化合
                                                               物的总称, 具有重要的生物活性, 是进行产物研究和
               antiSMASH 数 据 库 ( antibiotics & secondar y meＧ
               taboliteanal y sisshell ) 对 ６３５ 个细菌的次级代谢产       新药 开 发 的 重 要 来 源; NRPS 能 合 成 非 核 糖 体 肽
               物合成基因簇进行注释, 发现 ４０ 种基因簇中非核糖                      ( nonＧribosomal p e p tides , NRP ), 在真菌的生长发育
               体肽合成酶( NRPS )、 Ⅰ 型聚酮合酶( T１PKS )、 细菌             过程中发挥着重要作用, 该蛋白在真菌致病过程中
               素( bacteriocin )、 萜烯( ter p ene ) 等 ４ 种基因簇在所    扮演着重要角色, 由多个催化结构域组成的高度模
               有的细菌门中都存在, 其他的基因簇存在于某个门                         块化的肽合成酶, 包括腺苷酰化结构域( A 结构域)、
               或 ２ 个及以上的门中        [ ８ ] .植物病原丝状真菌作为侵           巯基化结构域( T 结构域) 和缩合结构域( C 结构域)
               染植物的重要微生物之一, 其具有的分泌蛋白、 碳水                       等  [ １２ ] .前人研究发现, 由苹果斑点落叶病( AltenaＧ
               化合物活性酶以及次生代谢产物在损害植物免疫防 riaalternata ) 产生的 AMＧ 毒素                             [ １３ ] 、 玉米 圆 斑 病 菌
               卫反应系统方面发挥着重要的作用                 [ ９ ] .前期笔者所    ( Cochlioboluscarbonum ) 产 生 的 HCＧ 毒 素 [ １４ ] 以 及

               收稿日期: ２０２０Ｇ０６Ｇ２３
               基金项目:国家 自 然 科 学 基 金 项 目 ( ３１９６０３１４ ); 云 南 省 应 用 基 础 研 究 计 划 项 目 ( ２０１８FG００１Ｇ０２８ ); 云 南 省 研 发 经 费 投 入 补 助 项 目
                       ( ２０１６YB４６２&２０１７YB２３６ )
               祝友朋, 硕士研究生 ． 研究方向: 真菌分子生物学 ．EＧmail : ３４２０２０４４８５ ＠ qq ．com
               通信作者:韩长志, 博士, 副教授 ． 研究方向:经济林木病害生物防治与真菌分子生物学 ．EＧmail : hanchan g zhi２０１０＠１６３．com
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