糧食安全關(guān)乎國計(jì)民生，減少糧食產(chǎn)后損耗是保障糧食安全的重要途徑，是增加糧食有效供給的“無形良田”，等同于糧食增產(chǎn)。霉菌及毒素污染是導(dǎo)致糧食品質(zhì)劣變，造成糧食產(chǎn)后損失的最主要原因之一，嚴(yán)重威脅糧食安全。黃曲霉是一種廣泛分布的腐生絲狀真菌，其次級(jí)代謝產(chǎn)物黃曲霉毒素B1 （AFB1），是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最具毒性、最具致癌性的天然化合物，毒素通過污染糧食、飼料等進(jìn)入食物鏈，危害食品安全和人民生命健康。因此，解析真菌毒素的合成調(diào)控過程，尤其是黃曲霉毒素的調(diào)控機(jī)制，為靶向開發(fā)精準(zhǔn)防控技術(shù)，從源頭控制毒素污染提供重要理論依據(jù)。

 

　　團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果表明，F(xiàn)us3-MAPK通路中四個(gè)蛋白均正調(diào)控黃曲霉生長、孢子形成、菌核和毒素合成，四個(gè)蛋白存在物理互作，磷酸信號(hào)通過Ste7-Ste11-Fus3通路傳遞，而Fus3是該通路關(guān)鍵末端激酶。此前已知Fus3能夠正調(diào)控AFB1的合成，但Fus3通過磷酸化哪個(gè)下游關(guān)鍵蛋白調(diào)控AFB1還未有明確報(bào)道。團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)us3并未通過調(diào)控毒素合成基因簇的轉(zhuǎn)錄表達(dá)影響毒素合成。但創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn)乙酰輔酶A羧化酶是Fus3下游的關(guān)鍵磷酸化靶標(biāo)，F(xiàn)us3主要通過磷酸化水平調(diào)控影響該酶活性，進(jìn)而通過影響乙酰輔酶A和丙二酰輔酶A的水平，調(diào)控AFB1產(chǎn)生。研究明確了磷酸激酶Fus3和乙酰輔酶A羧化酶是影響黃曲霉的毒素合成的關(guān)鍵蛋白，也是潛在的關(guān)鍵防控靶點(diǎn)，同時(shí)也揭示了磷酸激酶Fus3與碳源代謝緊密關(guān)聯(lián)，為進(jìn)一步解析碳代謝和次生代謝產(chǎn)物合成的關(guān)聯(lián)，明確碳代謝的磷酸信號(hào)傳遞過程，奠定了重要的理論研究基礎(chǔ)。另一項(xiàng)研究結(jié)果表明，在碳代謝阻遏（CCR）通路中，核心轉(zhuǎn)錄因子CreA的共抑制子SsnF-RocA蛋白復(fù)合體，參與CCR通路的調(diào)控，同時(shí)SsnF和RocA正調(diào)控黃曲霉生長發(fā)育和滲透脅迫響應(yīng)，能夠通過調(diào)控毒素合成基因表達(dá)的方式影響毒素合成；研究還構(gòu)建了SsnF、RcoA和CreA的蛋白互作模型，初步驗(yàn)證了SsnF、RcoA和CreA三者之間的互作關(guān)系。上述兩項(xiàng)研究進(jìn)一步完善了黃曲霉生長發(fā)育和毒素合成調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為真菌毒素精準(zhǔn)防控和糧油保質(zhì)減損技術(shù)研發(fā)提供了理論依據(jù)。

 

　　研究成果分別發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊Microbiology Spectrum（IF: 7.171）和Toxins（IF:4.546）上，研究得到了國家自然科學(xué)基金（31972179、32001813）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD0400105）、國家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-13）和農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目（CAAS- ASTIP-2021-IFST）的資助。

 

　　原文連接：https://doi.org/10.1128/spectrum.01269-21

 

　　https://doi.org/10.3390/toxins14030174