基于全基因组数据分析香菇黑色素合成途径及相关基因

香菇菌丝转色是决定栽培香菇产量和品质的关键因素之一。弄清菌丝转色过程中黑色素合成途径和关键基因对于解析香菇菌丝转色机理具有重要意义。本研究利用一组可亲和配对的香菇原生质体单核菌株SP3、SP30全基因组数据进行同源比对,对香菇黑色素合成途径进行注释并对黑色素合成关键基因进行挖掘。结果显示,香菇基因组中缺少庚烯酮水解酶基因、小柱孢酮脱水酶基因和对羟苯丙酮酸双加氧酶基因,推测香菇菌株不存在典型的DHN-黑色素和脓黑色素合成途径,但可以合成DOPA黑色素、GHB黑色素、PAP黑色素和儿茶酚黑色素。同时进一步对香菇黑色素合成中限速酶——酪氨酸酶进行生物信息学分析,研究表明香菇菌株SP3、SP30中酪氨酸酶基因编码蛋白为稳定的亲水蛋白,含有2个与酪氨酸酶催化活性相关的铜离子结构域,不含有分泌型信号肽,不含跨膜结构域且定位在细胞质。该研究结果为香菇黑色素合成遗传基础、菌丝转色机理及影响因素研究提供了重要参考。