深圳子科生物報道：2019年8月8日，浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院陳衛(wèi)教授團隊聯(lián)合德國哥廷根大學(xué)Petr Karlovsky教授團隊在Nature子刊Nature Communications上發(fā)表題為“Bis-naphthopyrone pigments protect filamentous ascomycetes from a wide range of predators”的最新研究成果。該研究首次揭示了雙萘并吡喃酮類化合物對真菌（絲狀子囊菌）自我保護的重要功能及分子機制。

土壤真菌不僅在降解植物產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)的過程中發(fā)揮著重要作用，同時也是土壤中昆蟲偏愛的食物營養(yǎng)來源。真菌主要通過表達產(chǎn)生特定蛋白或次生代謝產(chǎn)物進行自我保護，抵御昆蟲的傷害。關(guān)于此類代謝產(chǎn)物的研究已有較長的歷史，通常認(rèn)為此類化合物能對昆蟲產(chǎn)生較強的毒性作用，從而保護真菌自身免受昆蟲的侵襲。與以往的研究不同，該研究運用合成生物學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、基因工程技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)手段，首次發(fā)現(xiàn)對昆蟲無毒性作用的真菌次生代謝產(chǎn)物—雙萘并吡喃酮類化合物在絲狀子囊菌抵御昆蟲侵襲起保護作用。

在這項研究中，研究團隊通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析鐮刀菌中13710個基因的表達水平，解析了昆蟲侵襲后菌株中雙萘并吡喃酮類化合物的生物合成途徑，發(fā)現(xiàn)該代謝途徑相關(guān)的基因簇均出現(xiàn)顯著上調(diào)現(xiàn)象。研究團隊運用基因工程技術(shù)改造鐮刀菌菌株，干擾聚酮合成酶基因PKS12從而抑制菌株內(nèi)雙萘并吡喃酮的合成途徑，發(fā)現(xiàn)昆蟲偏好食用基因改造后的鐮刀菌，揭示了雙萘并吡喃酮類化合物是一種新型昆蟲拒食素。研究團隊進一步運用系統(tǒng)的毒理學(xué)評價技術(shù)，結(jié)果顯示與之前報道的其它防御代謝產(chǎn)物不同，雙萘并吡喃酮對昆蟲并不具有毒性。

該項研究系統(tǒng)解析了真菌次生代謝產(chǎn)物—雙萘并吡喃酮類化合物的生物合成途徑，揭示了真菌次生代謝產(chǎn)物—雙萘并吡喃酮類化合物在真菌自我保護機制中的重要作用。該研究成果不僅為雙萘并吡喃酮類化合物的毒理學(xué)特性及生物合成機制的研究提供了新的理論和實驗依據(jù)，也拓展了對微生物次生代謝產(chǎn)物的食品安全防控的認(rèn)識，對促進農(nóng)業(yè)、食品和環(huán)境產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展和推動綠色經(jīng)濟增長具有重要的科學(xué)意義和潛在應(yīng)用價值。

該論文通訊作者為浙江大學(xué)陳衛(wèi)教授、德國哥廷根大學(xué)Petr Karlovsky教授。部分研究工作得到德國不來梅大學(xué)Marko Rohlfs教授和漢堡大學(xué)Wilhelm Sch?fer教授的支持。本研究受到國家自然科學(xué)基金和德國科學(xué)基金會的資助。