接合菌蓝光受体蛋白研究进展

光信号是一种重要的环境因子,尤其是蓝光可以调控真菌的生长发育、生理周期、基因表达及多种代谢活动。接合菌亚门的真菌对环境信号特别是对光刺激感应灵敏,具有明显的趋向性,是研究真菌信号感应的理想材料,而同时具有无性生殖和有性生殖的特点也使之成为研究性别决定的模型。接合菌处于真菌进化的早期,进化地位低,其多拷贝的蓝光受体蛋白在长期进化过程中形成了完善的光受体系统,能够感应不同波长、光强和方向的蓝光和近紫外光,在接合菌的趋光性和类胡萝卜素合成以及无性生殖和有性生殖等光响应过程中发挥承上启下的重要作用。以接合菌中的代表菌株为例,总结了目前在接合菌中报道的蓝光受体蛋白,从基因发现、功能鉴定、光化学特性和调控途径等方面进行了比较分析,进而从3个方面详细阐述了与高等植物不同的接合菌中光受体蛋白调控的特殊生理过程;最后对以后接合菌蓝光受体蛋白的研究重点和难点进行了思考和展望,旨为相关研究者系统了解接合菌蓝光受体蛋白的功能和发展趋势提供线索和参考。     

真核微藻蓝光受体及其功能研究进展

真核微藻是一类能够进行光合作用的真核生物,起源于内共生事件,因种类繁多、分布广泛及进化历史复杂等特点,使其成为逆境生理研究的理想实验材料。光是环境中重要的信号因子之一,不仅为真核微藻提供能量,而且还为它们提供信息,调节其生长发育过程。为适应光强、光质及光周期等光信息,真核微藻在漫长的进化过程中形成了一套精细的光信号接收和转导系统。光受体在光信号通路中发挥重要的作用,起着接收和转化的桥梁作用。按照光信号波段的不同,目前已知光受体分为红光受体、蓝光受体、绿光受体及紫外光受体。蓝光受体能感受蓝光和近紫外光波段(320-400 nm),在调控植物体的多种生理过程中发挥重要的作用。以高等植物拟南芥中蓝光受体结构及功能研究进展为参照,总结了真核微藻蓝光受体研究进展,重点关注真核微藻蓝光受体基因克隆、蛋白结构、分子进化、光化学特性、生理功能及光信号转导等方面,并提出了今后真核微藻蓝光受体研究工作应注意的问题和关注的重点,以期为真核微藻蓝光受体的研究提供参考。     

真菌有性生殖调控与进化

以真菌为对象的有性生殖机制研究揭示了普遍存在于真核生物中的生物学现象及规律,包括染色体倍性变化、减数分裂形成配子、交配对象识别及细胞一细胞融合形成合子等．真菌的有性生殖由交配型位点控制,除了类似其他真核生物两性生殖的异宗配合外,还包括同宗配合和次级同宗配合,部分物种的单倍体还具有交配型互换的能力．互补交配型的单倍体通过荷尔蒙及其受体进行相互识别,再经过G蛋白偶联受体介导的信号途径调控有性生殖过程及子实体发育,这一过程受多种胞内调控因子及外界环境条件的影响．不同真菌类群生殖方式的演化与物种进化仍缺少统一的规律．进一步研究揭示,真菌有性生殖的调控机制及环境诱导因子,不仅具有重要的理论意义,也有利于促进不同经济真菌子实体的人工培养及高效利用．     

花生疮痂病菌蓝光受体EaWC 1基因克隆及生物信息学分析

光是真菌感知和适应环境的重要信息载体,调控多种生理生化过程。痂囊腔菌素(Elsinochromes,ESC)是花生疮痂病菌重要的毒力因子,蓝光对其具有正调控作用,为了进一步揭示光调控ESC机制,开展了花生疮痂病菌蓝光受体基因EaWC 1克隆、生物信息学分析和表达模式研究。结果表明,蓝光受体基因EaWC 1全长为3 261bp,具有一个完整的开放阅读框,编码长度为1 086个氨基酸的蛋白质,相对分子质量11.95 kD,理论等电点为8.81,具有核定位信号,为稳定亲水性蛋白。qPCR定量分析表明,EaWC 1基因表达受到蓝光诱导,其表达模式与ESC毒素含量呈显著正相关。研究结果对于阐明花生疮痂病菌蓝光受体生物功能,揭示ESC毒素生物合成光调控机制和调控网络奠定了理论基础。     

海洋真菌灰绿曲霉蓝光感应基因Agwc1的克隆、鉴定与序列分析

蓝光感应系统在不同的光感应过程中都起到十分关键的作用,这些生理过程包括无性/有性发育,昼夜节律钟,次级代谢产物的生成等.为了对蓝光感应系统作进一步的研究,通过简并引物PCR 和基因组走读方法得到了海洋真菌灰绿曲霉蓝光调节受体基因Agwc1,并通过多种生物信息学方法对其核苷酸和蛋白质序列进行了分析.Agwc1 基因全长2 724 bp,包含3个内含子,编码852 个氨基酸,蛋白质分子量是96 kD,等电点为8.17,很有可能定位于细胞核中,通过序列比对与系统进化树分析,发现AgWC1 蛋白与其他物种中的WC-1 蛋白有很高的同源性.在本研究中成功鉴定了Agwc1 基因,这是国际上首次在海洋丝状真菌领域鉴定光感应基因,并且AgWC1 很有可能在灰绿曲霉蓝光感应系统中发挥重要功能.     

参与真菌形态及毒力形成的信号转导通路的研究进展

自然界中,无论单细胞还是多细胞生物,都是通过信号通路与周围环境相互作用来维持自身的稳态和生理状态,真菌也是利用其信号系统来感应外界环境的变化并调控繁殖、发展和毒力,信号转导系统是一个多因素共同参与的极其复杂的过程。真菌通过其信号传导系统(主要有双组份信号传导系统、MAPK信号系统、c AMP-PKA信号系统)感受并将变化了的环境信号因子级联传递至细胞内,引起特定的基因表达,参与调控细胞生长、发育、分裂和分化等诸多生理及病理过程,并在基因表达调控和细胞质功能活动中发挥作用。对这些传导通路的了解不仅有助于阐明各通路在病原真菌毒力调控过程中的作用机制,而且还为寻找新的抗真菌药物的作用靶点提供帮助。该文将综述真菌中几种重要信号转导通路的研究进展。     

真菌群体感应现象的研究进展

群体感应是细菌中普遍存在的细胞与细胞间的通讯系统,即细菌可通过向环境释放可扩散的信号分子来感知细胞群体密度并调控自身的某些生理行为。近年来研究发现,真菌中也存在类似于细菌群体感应信号分子的信息素,并参与调节真菌诸如菌相转化、致病性及次级代谢产物产生等生理行为。主要综述了目前真菌中群体感应系统的研究进展。     

新生隐球菌交配型的研究进展

新生隐球菌是担子菌类的真菌病原体,有明确的有性周期,有性生殖过程由两条等位基因MATα和MATa控制。MAT编码的产物包括信息素和信息素受体,丝裂原活化蛋白激酶信号级联放大系统的组成部分,还有一些在有性周期中没有明确功能的蛋白,这些蛋白都是其他真菌相应蛋白的同系物。     

真菌中的群体感应系统

以胞间通讯信号分子介导的细菌群体感应参与细菌多种生理功能的调控是非常普遍的。近年的研究表明,真菌中也存在类似于细菌群体感应信号分子的调节分子,并且介导着真菌某些生理行为的调节。这一过程也称为真菌的群体感应系统。文中简要介绍真菌群体感应系统的研究进展,并讨论了真菌群体感应系统作为抗真菌感染靶点的可能性。     

蓝光对真菌的调控作用及研究进展

蓝光是环境中的重要信号因子,可影响微生物特别是真菌的生理周期、形态变化、基因表达,进而影响微生物的代谢活动。在国外,蓝光对微生物的影响研究是一个热点问题,并进行了较深入的研究,已在真菌中发现了一些蓝光受体因子。主要综述了蓝光对真菌影响的一些研究进展。     

大型真菌光受体及其功能研究进展

真菌通过光受体感受光信号,光除了调控大型真菌生理周期、形态变化和代谢产物产生外,还是大多数大型真菌原基分化和子实体生长的必要条件。本文对近年来大型真菌的光反应和光受体研究进行了概述。大型真菌中光受体研究目前仅限于WC-1同源蛋白,WC-1既有对光信号应答的能力,同时作为转录因子,又能激活下游基因的表达,但是不同物种中可能存在不同的靶基因。wc-1基因敲除造成裂褶菌、蛹虫草子实体发育阻断。光受体及其作用机制的研究将为大型真菌子实体发育机制研究奠定基础。     

不同波长光源对新蚜虫疠霉产孢能力的影响及霉菌蓝光受体基因的克隆和表达分析

光在调控真菌的多种生理过程中发挥着重要作用。为探究光照对新蚜虫疠霉Pandora neoaphidis产孢的影响,本文研究了不同波长光源(蓝光、绿光、白光、红光、黄光)和无光黑暗条件对新蚜虫疠霉分生孢子弹射能力的影响,通过cDNA末端的快速扩增(RACE)对新蚜虫疠霉的蓝光受体蛋白基因pnwc-1进行克隆并对其进行生物信息学分析,利用qRT-PCR对蓝光光源不同照射时长下pnwc-1的表达量进行了定量分析。结果表明,蓝色光源(波长460–465nm)照射后的新蚜虫疠霉菌丝产生的分生孢子数量显著高于其他波长光源,排序为:蓝光>绿光>白光>红光>黄光>无光。另外,分析克隆获得的全长为2 423bp的pnwc-1基因发现,其编码的蛋白具有蓝光受体蛋白典型的保守结构域,同源比对结果显示新蚜虫疠霉与接合菌门真菌归为一类但相对独立。qRT-PCR的定量分析结果表明随着照射时长增加,蓝光处理能显著提高pnwc-1的表达量,而且pnwc-1的相对表达量与累积产孢量存在正相关(R2=0.9798)。本研究为后续蓝光及其受体基因功能的深入研究提供了实验基础,并促进以新蚜虫疠霉为代表的虫霉目真菌在害虫生物防治中的应用。     

光受体介导信号转导调控植物开花研究进展

光照是影响植物生长发育的重要环境因子, 开花是高等植物生活史上最重要的事件。植物通过光受体感知外界环境中的光照变化, 激活一系列信号转导过程从而适时开花。该文介绍了高等植物光受体的种类、结构特征和生理功能的研究进展, 并系统阐述了红光/远红光受体光敏色素、蓝光受体隐花色素以及FKF1/ZTL/LKP2等介导光信号调控植物开花的分子机制, 包括光受体对CO转录及转录后水平调控和对FT转录水平的调控等。此外, 还介绍了光受体整合光信号与温度和赤霉素等信号调控植物开花的研究进展, 并展望了未来的研究方向。     

真菌发育过程中的蓝光诱导

本文对多种真菌在发育过程中受蓝光诱导的现象进行了综述。蓝光可以诱导多种真菌的形态发生和发育,包括孢子的产生和菌丝的延伸等。此外,蓝光还可引起真菌的生理和生化改变,如细胞膜对离子的通透性的变化、类胡萝卜素的合成等。真菌也存在一个蓝光信号系统,通过蓝光受体接受蓝光信号,导致了真菌的一系列形态发生和生理生化的变化。     

真菌群体感应信号分子及群体感应猝灭的研究进展

群体感应(quorum sensing,QS)是微生物中普遍存在的细胞间通讯系统,细菌中的研究较为深入,近年来在真菌中也有发现。微生物通过向环境释放可扩散的群体感应信号分子(quorum sensing molecules,QSM)来感知群体密度并调控自身的生理行为,以适应环境的变化。目前验证的真菌QSM包括醇类、脂氧合物、小分子肽以及某些挥发性物质。除影响种内的生长发育及次级代谢物产生外,真菌QSM还与其侵染能力、致病性和毒素产生有关,为了抵御QS的不利影响,生物共同进化过程中相应地出现了群体感应淬灭(quorum quenching,QQ)机制,QQ能够修饰或抑制QSM的合成从而破坏QS。本文中,笔者对国内外近10年来对真菌QSM种类、生理作用及QQ的研究进展进行综述,以期为深化真菌群体感应机制的研究提供参考。     

子囊菌交配型位点与交配型基因研究进展

有性生殖是真菌的生殖方式之一,是真菌遗传重组的重要驱动力。交配型(mating-type,MAT)位点控制真菌性别,在有性生殖过程中起决定性作用。不同类型真菌MAT位点的基因组成、排列方式和编码蛋白不尽相同。近年来,MAT位点和MAT基因的功能与调控网络研究进展较快。本文对子囊菌交配型位点的基因组成及分布、MAT基因的功能、MAT位点与有性生殖调控通路的关系等进行了综述。     

真菌中G蛋白信号调控因子蛋白类型与其理化性质的关系

[目的]G蛋白信号调控因子(RGS)作为G蛋白信号转导途径的负调控因子,在植物病原菌的致病性和有性生殖调控方面发挥着重要作用.研究真菌中RGS蛋白类型与其理化性质及特征的关系,为今后深入开展不同真菌中具有不同类别RGS的功能解析打下坚实的理论基础.[方法]前期对模式生物、病原菌、非致病菌等49个真菌中229个RGS蛋白...     

真菌G蛋白信号调控蛋白的功能研究进展

G蛋白信号途径是真菌细胞信号转导网络的枢纽,在细胞的各种生物学调控过程中具有重要作用。G蛋白信号调控蛋白(Rgulators of G protein signaling,RGS)是一类重要的G蛋白信号调控因子,能通过促进G蛋白α亚基(Gα)偶联的GTP水解,使Gα和Gβγ亚基发生聚合,导致G蛋白失活,从而迅速关闭与G蛋白偶联的信号途径。自从第一个RGS蛋白在酿酒酵母中被鉴定以来,目前已经有30多个RGS蛋白在重要的模式真菌中被报道,包括构巢曲霉、绿僵菌、稻瘟病菌、玉米赤霉菌、轮枝镰孢菌、新型隐球菌和白色念珠菌等。RGS蛋白在真菌的营养菌丝生长、产孢、毒素和色素生产、致病性和有性生殖等过程中发挥着重要作用。本文对真菌中已报道RGS蛋白的功能进行了总结,对真菌RGS蛋白的结构特征和调控机制进行了评述。     

自噬在病原真菌生殖中的作用（英文）

自噬是真核生物中重要且高度保守的蛋白降解过程。在此过程中,细胞中的细胞器、长寿蛋白及其他大分子物质被双层膜的自噬体包裹并运送至降解细胞器中进行降解并重新利用。自噬在病原真菌诸如细胞分化、营养动态平衡以及致病性等各种细胞过程中起重要作用。在本综述中,我们简要介绍了自噬过程,并以人体病原真菌新生隐球菌为例介绍了病原真菌的有性生殖过程;同时我们也总结了目前模式病原真菌中自噬相关基因的研究情况以及自噬调控病原真菌无性和有性生殖的可能机理;最后我们总结全文并讨论了未来自噬调控真菌有性生殖机理研究的工作方向。     

自噬在病原真菌生殖中的作用

自噬是真核生物中重要且高度保守的蛋白降解过程。在此过程中,细胞中的细胞器、长寿蛋白及其他大分子物质被双层膜的自噬体包裹并运送至降解细胞器中进行降解并重新利用。自噬在病原真菌诸如细胞分化、营养动态平衡以及致病性等各种细胞过程中起重要作用。在本综述中,我们简要介绍了自噬过程,并以人体病原真菌新生隐球菌为例介绍了病原真菌的有性生殖过程;同时我们也总结了目前模式病原真菌中自噬相关基因的研究情况以及自噬调控病原真菌无性和有性生殖的可能机理;最后我们总结全文并讨论了未来自噬调控真菌有性生殖机理研究的工作方向。