白色腐朽菌の代謝切り替えスイッチとしての水分活性センシング機構の解明

阐明白腐真菌代谢开关的水分活度传感机制

基本信息

批准号：
19J23714
负责人：
元田多一
金额：
$ 1.98万
依托单位：
University of Miyazaki
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

沖縄のマングローブ林より単離された白色腐朽菌Phlebia sp. MG-60株は固相条件下では選択的な脱リグニンを行うが、液体培地では多糖分解酵素を分泌し糖質の分解と代謝を盛んに行う。この事から、白色腐朽菌における水分活性センシング機構に注目し、高浸透圧応答MAPK経路（HOG経路）に着目した。Phlebia sp. MG-60-P2株（Phlebia sp. MG-60株由来のプロトプラスト再生株）のHOG1様遺伝子（MGhog1）の全長配列を取得した。MGhog1の配列を基にMGhog1-RNAi コンストラクトおよび MGhog1 恒常発現コンストラクトを作製し、MGhog1発現抑制株 (KD株) および発現誘導株 (OE株) を作製した。コントロール（空ベクター導入株）と比較してKD株は、PDA培地（寒天培地）およびNaCl添加PDA培地上において生長が抑制される傾向が見られ、 OE株は、NaCl添加PDA培地上において生長が強く抑制される傾向が見られた。PDB培地（液体培地）で各菌株を培養したところ、コントロールと比較してKD株は生長が早く、OE株は生長が遅い傾向が見られ、菌糸の生長に比例してグルコースは消費され、培地中のエタノール濃度は上昇する傾向が見られた。振盪培養条件下 (160 rpm)では、KD株およびOE株の菌体生長速度はコントロールと変わらないが、KD株のエタノール発酵能はコントロールと比較して高い傾向が見られた。コントロールでは培養上清中に分裂子様異形細胞が確認されたが、OE株では分裂子様異形細胞は確認されず、KD株では培養上清中の分裂子様異形細胞数がコントロールと比較して多くなる傾向が見られた。これらの結果より、本菌のエタノール発酵、菌体生長および菌糸の形態形成はHOG経路を介して制御される可能性が示唆された。

Phlebia sp. MG-60是一种从冲绳红树林中分离出来的白腐真菌，在固相条件下选择性脱木素，但在液体介质中分泌多糖降解酶并积极降解和代谢碳水化合物。基于此，我们重点研究了白腐真菌的水分活度传感机制，并重点研究了高渗响应MAPK途径（HOG途径）。获得Phlebia sp.MG-60-P2株(Phlebia sp.MG-60株的原生质体再生株)的HOG1样基因(MGhog1)的全长序列。基于MGhog1序列创建MGhog1-RNAi构建体和MGhog1组成型表达构建体，并创建MGhog1表达抑制株(KD株)和表达诱导株(OE株)。与对照（空载体导入菌株）相比，KD菌株的生长在PDA培养基（琼脂培养基）和添加了NaCl的PDA培养基上趋于受到抑制，而OE菌株的生长在添加了NaCl的PDA培养基上受到抑制观察到被强烈抑制的趋势。当各菌株在PDB培养基（液体培养基）中培养时，与对照相比，KD菌株倾向于生长较快，OE菌株生长较慢，并且葡萄糖的消耗与菌丝的生长成比例，并且培养基中存在内部乙醇浓度有增加的趋势。在振荡培养条件（160 rpm）下，KD和OE菌株的细菌生长速率与对照相同，但KD菌株的乙醇发酵能力往往高于对照。对照培养上清液中确认到类类非典型细胞，而OE株中未见类类非典型细胞，且KD株培养上清中类类非典型细胞数量低于KD株培养上清中类类非典型细胞的数量。对照的数量有增加的趋势。这些结果表明，这种真菌的乙醇发酵、细胞生长和菌丝形态发生可能是通过 HOG 途径控制的。