转录组分析罗伯茨绿僵菌精胺合成酶MrSPS介导真菌血腔定殖功能

作     者：李心怡 王凯 陈浩然 万荣杰 黄勃 王玉龙 LI Xinyi;WANG Kai;CHEN Haoran;WAN Rongjie;HUANG Bo;WANG Yulong

作者机构：安徽农业大学安徽省微生物防治重点实验室安徽合肥230036 

出 版 物：《微生物学通报》 (Microbiology China)

年 卷 期：2022年第49卷第10期

页      面：4118-4133页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 

基　　金：国家自然科学基金(32102274) 安徽省大学生创新训练计划(S202010364088) 安徽农业大学大学生创新训练计划(202110364240) 

主　　题：转录组 罗伯茨绿僵菌 精胺合成酶 血腔定殖 

摘      要：【背景】精胺在植物应对逆境胁迫、动物抵抗疲劳和衰老、真菌生长代谢等过程中发挥重要作用,但目前在昆虫病原真菌中的研究未见报道。【目的】在分子水平上探究罗伯茨绿僵菌精胺合成关键酶——精胺合成酶在昆虫血腔定殖中的作用机制。【方法】显微注射法测定Mrsps敲除株ΔMrsps的致病力变化,并观察血腔中ΔMrsps生长状态;收集ΔMrsps和野生型WT注射侵染30 h后的大蜡螟血淋巴进行转录组测序,分别与罗伯茨绿僵菌和大蜡螟参考基因组进行比对分析,并结合定量PCR进行验证。【结果】与WT和回补株ΔMrsps-cp相比较,ΔMrsps致病力显著下降,而且随着注射浓度的降低,ΔMrsps致病力下降越显著。侵染36 h后WT和ΔMrsps孢子都能正常萌发且开始以类酵母状态生长,60 h后,相较于WT,ΔMrsps的生长繁殖数量较少。转录组共检测到3202个罗伯茨绿僵菌基因,其中1769个基因在ΔMrsps中表达上调,922个基因表达下调;差异表达基因涉及碳水化合物代谢、运输、分解代谢、翻译和氨基酸代谢等多条途径;筛选出28个血腔致病相关基因全部在ΔMrsps中表达下调;定量PCR检测发现在整个血腔定殖阶段免疫逃避蛋白Mcl1基因和血腔定殖Colonization of hemocoel 1基因在WT和ΔMrsps-cp中的表达量高于ΔMrsps。共检测到13249个大蜡螟基因,其中4026个差异表达基因;KEGG注释分析显示大量差异表达基因富集到内分泌系统和免疫系统等途径;深入分析发现22个差异表达基因归属于Toll和Imd信号通路,其中18个基因在ΔMrsps侵染的大蜡螟中表达上调,表明ΔMrsps侵染大蜡螟过程中更易引起免疫系统的激活。【结论】揭示了Mrsps在罗伯茨绿僵菌血腔定殖阶段作用的分子机制,为进一步揭示精胺在真菌中的作用机理提供了理论基础。