【摘 要】
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球孢白僵菌(Beaueria bassiana)是一种昆虫病原真菌,广泛应用于多种害虫的生物防治。真菌细胞脂质代谢和脂滴稳态对菌体营养生长、发育分化和致病力等至关重要。本研究以球孢白僵菌为研究对象,通过遗传分析手段探究脂滴及脂质代谢相关基因的生物学功能。围脂滴蛋白Perilipin的功能解析Perilipin镶嵌在脂滴的磷脂膜上,对调控细胞脂质代谢有重要作用。Perilipin的生物学功能在动物细
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(31972331); 国家自然科学基金项目(32170027); 浙江省自然科学基金重点项目(LZ19C140001);
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球孢白僵菌(Beaueria bassiana)是一种昆虫病原真菌,广泛应用于多种害虫的生物防治。真菌细胞脂质代谢和脂滴稳态对菌体营养生长、发育分化和致病力等至关重要。本研究以球孢白僵菌为研究对象,通过遗传分析手段探究脂滴及脂质代谢相关基因的生物学功能。围脂滴蛋白Perilipin的功能解析Perilipin镶嵌在脂滴的磷脂膜上,对调控细胞脂质代谢有重要作用。Perilipin的生物学功能在动物细胞中研究较多,真菌中对其生物学功能的解析较少。球孢白僵菌中有一个类perilipin蛋白Bb Prl,也定位于脂滴。与动物中不同的是,Bb Prl在球孢白僵菌中并未表现出显著的生物学功能。该基因敲除株不管是在营养生长方面还是致病力方面,与对照菌株相比均未表现出显著差异。这些结果证明了球孢白僵菌中perilipin不显著参球孢白僵菌生长发育,但仍可以作为一个理想的脂滴标记物。酰基辅酶A合成酶BbFaa1的功能解析酰基辅酶A合成酶(ACS)通过催化产生活性中间体酰基-Co A起到连接脂质代谢与细胞生理学枢纽的作用。然而,在丝状真菌中ACS的大部分生物学作用仍未知。本研究以孢白僵菌中的酵母Faa1直系同源蛋白BbFaa1为研究对象,进行功能表征实验。研究发现,BbFaa1与质膜有关。球孢白僵菌BbFaa1缺失株导致细胞膜完整性受损。值得关注的是,(35)Bbfaa1突变株中疏水蛋白跨膜转运受阻,并导致菌丝和分生孢子疏水性降低。另外,BbFaa1缺失导致真菌分生孢子产量剧烈下降、毒力作用减弱。研究结果揭示了酰基辅酶A合成酶Faa1介导的脂类代谢与细胞膜功能有关,这影响了疏水蛋白的跨膜转运,并进而决定真菌的发育分化和致病力。酰基辅酶A合成酶BbFaa2的功能解析球孢白僵菌中存在两个酵母Faa2的同源蛋白,分别命名为BbFaa2-1和BbFaa2-2。BbFaa2-1定位于脂滴和内膜上。BbFaa2-1缺失导致球孢白僵菌细胞内长链脂肪酸含量降低、细胞膜完整性受损、菌丝疏水性降低和分生孢子产量减少。BbFaa2-2缺失未对菌株的上述指标产生显著影响。BbFaa2-1和BbFaa2-2缺失不影响球孢白僵菌的营养生长和致病力。这表明,球孢白僵菌中两个BbFaa2可能存在功能冗余,其中BbFaa2-1对生物学功能作用相对较大。它通过催化脂肪酸合成,参与细胞膜的完整性和疏水蛋白的跨膜转运,并进而决定菌丝疏水性。自噬相关脂肪酶Bb Atg15的功能解析自噬基因Atg15参与脂质代谢与脂滴含量稳态,对巨自噬有重要作用。球孢白僵菌中有一个酵母Atg15同源蛋白,将其命名为Bb Atg15。该蛋白参与胞内不饱和脂肪酸(油酸和亚油酸)和脂质的代谢。Bb Atg15缺失导致球孢白僵菌的细胞膜完整性受损、营养生长受损、抗胁迫能力减弱、产孢能力变弱和毒力减弱。由此可见,Bb Atg15通过介导胞内脂质稳态参与细胞膜完整性和二型转化,进而决定球孢白僵菌的致病性。本文以球孢白僵菌为研究对象,重点研究了perilipin、三个酰基辅酶A合成酶(BbFaa1、BbFaa2-1和BbFaa2-2)和脂肪酶Atg15对球孢白僵菌生长发育和毒力等方面的影响,以试图揭示脂类代谢相关基因在昆虫病原真菌中的生物学功能。
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