基于比较代谢组学解析藤仓赤霉菌CGMCC 17793高产GA机制

作     者：林嘉浩 殷凯楠 韩欣欣 张心齐 尹良鸿 吴酬飞 丁娜娜 林海萍 

作者机构：湖州师范学院生命科学学院 浙江农林大学生物农药高效制备技术国家地方联合工程实验室 

出 版 物：《生物工程学报》 (Chinese Journal of Biotechnology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：090403[农学-农药学(可授农学、理学学位）] 081703[工学-生物化工] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 09[农学] 0904[农学-植物保护] 

基　　金：浙江省基础公益研究计划项目(LGG22C140001) 浙江省“三农九方”科技协作计划项目（2024SNJF27） 

主　　题：比较代谢组学 藤仓赤霉菌 GA 代谢通路 乙酰CoA 

摘      要：新型赤霉素GA4因其独特的优势而具有广阔的应用前景。为探究GA4生物合成调控机制，本研究以藤仓赤霉菌(Gibberella fujikuroi) GA4生产菌株S(企业高产菌株CGMCC 17793)和野生菌株Y(NRRL 13620)为研究对象，利用液相色谱-质谱联用(liquid chromatograph-mass spectrometer， LC-MS)代谢组学技术，结合主成分分析(principal component analysis， PCA)与偏最小二乘-显著性分析联合法(partial least squares-discrimination analysis， PLS-DA)等对2种菌株同一发酵时间，以及菌株S不同发酵时间的差异代谢物进行筛选与鉴定，并利用KEGG数据库和MBROLE 2.0分析相关代谢通路。结果表明，与菌株Y相比，菌株S在发酵3、6、9 d时，显著上调和下调的代谢物分别为107种和66种、136种和47种、94种和65种。与生产菌株S发酵3 d时相比，6 d、9 d时显著上调和下调的代谢物分别为29种和40种、52种和67种。菌株S与Y同一发酵时间的差异代谢物主要富集在氨基酸代谢、TCA循环和萜类生物合成等通路。菌株S不同发酵时间的差异代谢物主要富集在氨基酸代谢与糖代谢等合成途径。通路注释与分析结果说明，菌株S通过促进氨基酸与糖代谢、TCA循环产生更多乙酰CoA，增强了甲羟戊酸途径，从而使萜类化合物合成的前体物质异戊烯焦磷酸(IPP)含量增加，最终提高了GA4产量。本研究探究了藤仓赤霉菌GA4代谢规律，为调控藤仓赤霉菌提高GA4产量提供了理论基础。