廣東
近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)沈其榮院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中山大學(xué)、英國(guó)皇家植物園邱園等多家單位在The ISME Journal發(fā)表最新研究成果，系統(tǒng)揭示了木霉屬真菌通過(guò)附屬基因gld1的自適應(yīng)調(diào)控響應(yīng)鹽脅迫并實(shí)現(xiàn)生態(tài)位擴(kuò)張的分子機(jī)制。
研究團(tuán)隊(duì)沿我國(guó)濱海鹽土帶開(kāi)展大尺度生態(tài)調(diào)查（約18400公里），從83個(gè)樣點(diǎn)分離443株木霉，發(fā)現(xiàn)T. asperelloides為中高鹽度土壤優(yōu)勢(shì)物種，且其耐鹽表型為該物種固有的生態(tài)生理特征，而非濱海株系獨(dú)有。
為解析分子基礎(chǔ)，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建鹽脅迫誘導(dǎo)cDNA文庫(kù)，在釀酒酵母中異源篩選，經(jīng)敲除驗(yàn)證鎖定關(guān)鍵基因gld1（編碼醛酮還原酶）。該基因參與非主要甘油合成通路，在高滲脅迫下轉(zhuǎn)錄上調(diào)可達(dá)300倍；與多數(shù)木霉的短暫脈沖式表達(dá)不同，T. asperelloides可維持長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)的持續(xù)高表達(dá)。啟動(dòng)子替換實(shí)驗(yàn)證實(shí)，將鹽敏感菌株的gld1啟動(dòng)子替換為T(mén). asperelloides啟動(dòng)子后，耐鹽能力提高約2倍，轉(zhuǎn)錄水平提高1.8倍，表明種間耐鹽差異主要源于啟動(dòng)子調(diào)控而非編碼序列本身。
為檢驗(yàn)生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，研究構(gòu)建含27個(gè)木霉物種的合成群落開(kāi)展微宇宙試驗(yàn)。結(jié)果顯示，鹽脅迫下野生型T. asperelloides為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種，而gld1缺失突變體喪失競(jìng)爭(zhēng)力，回補(bǔ)后恢復(fù)，證實(shí)該基因調(diào)控對(duì)屬內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)格局的決定性作用。全球條形碼數(shù)據(jù)分析表明，中國(guó)濱海T. asperelloides未形成獨(dú)立的“海岸帶譜系”，耐鹽表型代表該物種的普遍生態(tài)潛力。
綜上，該研究從自然生境出發(fā)，逐級(jí)解析了一個(gè)附屬基因gld1的調(diào)控差異如何賦予真菌耐鹽性與鹽土競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為理解真菌生態(tài)可塑性、篩選耐鹽菌株及開(kāi)發(fā)鹽漬化土壤微生物資源提供了理論依據(jù)。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院博士生丁明月和園藝學(xué)院青年教師龐冠為共同第一作者，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)沈其榮院士、英國(guó)皇家植物園邱園Irina S. Druzhinina教授和中山大學(xué)蔡楓副教授為共同通訊作者。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1093/ismejo/wrag162
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