黑曲霉RAF106 sakA基因的敲除及功能分析

作     者：朱韵琦 周刚 刘通 王颖思 李素娟 彭如群 彭红 施庆珊 王洁 谢小保 ZHU Yunqi;ZHOU Gang;LIU Tong;WANG Yingsi;LI Sujuan;PENG Ruqun;PENG Hong;SHI Qingshan;WANG Jie;XIE Xiaobao

作者机构：广东省科学院微生物研究所华南应用微生物国家重点实验室、广东省菌种保藏与应用重点实验室广东广州510070 华南农业大学食品学院广东广州510642 

出 版 物：《微生物学报》 (Acta Microbiologica Sinica)

年 卷 期：2024年第64卷第8期

页      面：2684-2701页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 081703[工学-生物化工] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：广东省自然科学基金(2023A1515030059,2023A1515012057) 广东省重点领域研发计划(2022B1111040002,2020B020226008,2022B0202040002) 广东省科学院打造综合产业技术创新中心行动资金(2022GDASZH-2022010101) 

主　　题：黑曲霉 sakA基因 丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路 产孢 渗透压 代谢 

摘      要：【目的】黑曲霉(Aspergillus niger)sakA基因是应激丝裂原活化蛋白激酶家族(mitogen-activated protein kinase,MAPK)的重要成员,然而,在黑曲霉中,关于SakA的分子功能研究很少。本研究通过构建黑曲霉sakA缺失突变株探究SakA在黑曲霉中的功能。【方法】以黑曲霉RAF106为出发菌株,通过农杆菌介导法构建突变株ΔsakA菌株。监测ΔsakA菌株与野生菌株在3种不同培养基上生长与产孢情况;研究ΔsakA菌株对不同逆境胁迫的敏感性变化;测定ΔsakA菌株的胞内外淀粉酶、果胶酶和纤维素酶酶活差异;qRT-PCR分析ΔsakA菌株产孢相关基因、淀粉酶相关基因、果胶酶相关基因、纤维素酶相关基因及高渗调节相关基因的相对转录水平。【结果】成功获得3株sakA缺失突变株ΔsakA菌株;发现ΔsakA菌株较野生菌株生长缓慢、产孢延迟及分生孢子梗分化延迟;ΔsakA菌株在0.6 mol/L KCl、0.8 mol/L NaCl和1.2 mol/L NaCl胁迫条件下,菌落生长均比野生型缓慢;ΔsakA菌株胞外淀粉酶产量提高20.68%-21.43%,胞内淀粉酶产量显著下降19.18%-20.26%;胞外果胶酶产量显著下降36.71%-38.30%,胞内果胶酶产量显著上升35.68%-36.53%;与野生菌株相比,ΔsakA菌株胞外纤维素酶产量显著下降28.04%-33.82%,而胞内纤维素酶产量显著上升15.28%-18.19%;产孢相关基因(fluG、sfgA、flbA、flbB、flbD、laeA、brlA、abaA、vosA、stuA和velB)的转录水平相较于野生菌株下调8.53%-90.87%;淀粉酶相关基因(amyC、amyD、amyE、amyF、amyG和amyH)及转录因子(amyR)下调8.87%-87.50%,果胶酶相关基因(aglB、lacA、pexB、pecA、pecC、pecB、endA、endC和poly)下调23.23%-84.01%,纤维素酶相关基因(xlnR、chbA、chbB和eglB)下调3.75%-81.02%,高渗调节相关基因(ena1、ena2、sho1、nik1、ypdl、pkA和hAD)下调5.27%-94.36%。【结论】sakA基因正向调控黑曲霉RAF106的产孢能力,是产孢过程中的重要基因,其缺失影响黑曲霉分生孢子的产生;在参与渗透压胁迫应答的同时对淀粉酶、果胶酶与纤维素酶的合成与分泌有重要作用。