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spc105基因在黄曲霉生长发育和次级代谢中具有重要调控功能

支庆庆  李洁莹  贺竹梅  
【摘要】:黄曲霉(Aspergillus flavus)产生的次级代谢产物黄曲霉毒素具有强致癌性,已对食品安全及人类健康产生严重影响。黄曲霉毒素生物合成调控十分复杂,已有研究表明,黄曲霉毒素基因簇外的大量基因对黄曲霉毒素合成亦具有重要调控作用。黄曲霉spc105基因ORF长为2318 bp,包含两个内含子,编码739个氨基酸的染色体分裂蛋白Spc105,其中包含一个着丝粒分裂蛋白(Spc7)结构域(195-525 aa)及一个SpC/_N端结构域(55-135 aa)。绿色荧光蛋白定位研究表明,Spc105是一个核定位蛋白。本研究首次证明着丝粒蛋白Spc105同源基因spc105在黄曲霉发育及次级代谢中具有重要调控功能。该基因敲除后引起与黄曲霉生长发育和次级代谢相关的一系列变化,包括生长减缓,孢子萌发延迟,孢子及菌核产量降低,黄曲霉毒素、曲酸及环匹阿尼酸等合成下降,这种影响在低温条件下(25℃)更为明显;对25℃液体培养条件下spc105敲除株的转录组数据分析,发现2050个基因发生了差异表达,其中790个基因上调表达,1260个基因下调表达。对56个次级代谢基因簇的分析则发现spc105基因的敲除引起多个次级代谢通路基因的差异表达,最为显著的是黄曲霉毒素代谢簇,其大部分基因的表达均被显著抑制,其中包括两个转录因子编码基因aflR和aflS,荧光定量PCR验证得到一致结果。此外,我们还证明spc105还参与了黄曲霉对氧化压力的应答。以上研究说明spc105在黄曲霉发育和次级代谢调控中扮演着重要角色。

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