【摘 要】
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蘑菇目(Agaricales)鹅膏科(Amanitaceae)鹅膏属(Amanita)的物种绝大多数属于外生菌根真菌,该属既包括一些著名可食用种,也包含多种有毒物种。有毒鹅膏所含毒素大致可分为肝损害型、肾衰竭型和致幻型,其中肝损害型由鹅膏环肽(Amanita cyclic peptides)导致,主要包含鹅膏毒肽(amatoxins)和鬼笔毒肽(phallotoxins)等。鹅膏毒肽特异性极强,致
【基金项目】
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中国科学院战略性先导科技专项(XDB31000000); 国家自然科学基金面上项目资助(31772377和31772377);
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蘑菇目(Agaricales)鹅膏科(Amanitaceae)鹅膏属(Amanita)的物种绝大多数属于外生菌根真菌,该属既包括一些著名可食用种,也包含多种有毒物种。有毒鹅膏所含毒素大致可分为肝损害型、肾衰竭型和致幻型,其中肝损害型由鹅膏环肽(Amanita cyclic peptides)导致,主要包含鹅膏毒肽(amatoxins)和鬼笔毒肽(phallotoxins)等。鹅膏毒肽特异性极强,致死剂量极低,一个含该毒素的蘑菇子实体就足以导致一个成年人死亡。世界上90%以上的致死性蘑菇中毒事件由该类毒素导致,据中国疾病预防控制中心统计,我国每年由此类毒素导致的蘑菇中毒死亡案件占总数的68.0–90.9%。鹅膏环肽通过MSDIN基因(以前体肽中前五个氨基酸残基命名)家族编码产生,这些基因数量众多,其中绝大多数基因是否表达以及是否能够产生对应的环肽产物尚属未知。本研究以4种剧毒鹅膏为研究对象,即黄盖鹅膏(A.subjunquillea)、淡玫红鹅膏(A.pallidorosea)、裂皮鹅膏(A.rimosa)、致命鹅膏(A.exitialis),以基因组为平台对上述科学问题展开研究,主要结论如下:1.通过Pac Bio和Illumina平台测序了裂皮鹅膏和致命鹅膏,获得了高质量的基因组。结合之前测序的黄盖鹅膏和淡玫红鹅膏基因组,研究共获得了66个MSDIN基因,其中46种为新基因。在黄盖鹅膏中,研究证实超过80%的MSDIN基因在转录组水平有表达。2.为验证表达MSDIN基因是否产生新鹅膏环肽,研究进一步应用基因组数据预测可能产生的新鹅膏环肽,与高分辨质谱数据结合,通过自动与人工分析候选分子碎片离子等综合方法,确定了12种新环肽(Cyl G1、Cyl G2、Cyl H1、Cyl H2、Cyl H3、Cyl J1、Cyl J2、Cyl I1、Cyl I2、Cyll3、Cyl I4、Cyl I5)和1种已知环肽(amanexitide)。3.为验证结果的可靠性,本研究通过化学方法成功合成了2条新鹅膏环肽Cyl G1、Cyl G2和已知的amanexitide,比较天然环肽与人工合成环肽的MS/MS碎片离子表明,二者中的绝大多数碎片离子一致,证明它们的结构完全相同,表明所使用的基因组导向方法是可靠的。本研究以基因组为导向的方法提供了一种鉴定新鹅膏环肽的快速途径,证实在剧毒鹅膏中存在大型的环肽库,获得了多个新鹅膏环肽,为其开发利用奠定了重要基础。
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