香菇中活性物质抑制脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其衍生物生物合成的分子调控机制

批准号:
31671950
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
韩铮
依托单位:
学科分类:
C2008.食品质量与安全检测
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵志辉、范楷、董茂锋、郭文博、聂冬霞、饶钦雄、沈源源
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中文摘要
前期研究发现,香菇中活性物质可以有效抑制脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)及其衍生物的生物合成,目前该活性物质的种类不清楚,未见相关抑制过程分子调控机制的研究。本项目拟综合利用微生物学、分子生物学和分析化学等技术手段,分离鉴定香菇中具有抑制DON及其衍生物生物合成作用的活性物质,进而采用转录组和蛋白组等组学技术,综合解析经活性物质处理和未处理的镰刀菌菌株的差异性基因及蛋白表达谱,筛选参与抑制DON及其衍生物生物合成的相关调控基因;构建候选基因的敲除、敲除回补、过表达突变体菌株,通过研究野生型菌株及突变体菌株在有无香菇活性物质处理时DON及其衍生物的产生以及关键基因(如Tri基因)表达情况,最终初步阐明香菇中的活性物质抑制DON及其衍生物生物合成的分子调控机理,为利用香菇中的活性物质防控农产品中DON及其衍生物污染提供理论基础和数据支持,同时,将挖掘香菇的另一重要应用领域,推动相关香菇产业的发展。
英文摘要
In our previous studies, the bioactive compounds isolated from Lentinula edodes have been proved to efficiently inhibit the biosynthesis of deoxynivalenol and its derivatives. However, until now, these bioactive compounds are unclear, and there are no investigations about the related molecular regulation mechanisms of this inhibition procedure. In the current research proposal, the techniques of microbiology, molecular biology and analytical chemistry will be comprehensively utilized to isolate and identify the bioactive compounds from Lentinula edodes, which could inhibit the biosynthesis of deoxynivalenol and its derivatives. Then, the transcriptomics and proteomics will be combined using to analyze the expression of the differential genes and proteins between the Fusarium spp. treated with bioactive compounds and the control ones, so as to screen the related regulation genes participating in inhibiting the biosynthesis of deoxynivalenol and its derivatives. The function of candidate regulation genes will be further studied by making gene knock-out, knock-out-complemented and over-expressed mutants. After investigation of the production of DON and its derivatives and the expression of key genes (such as Tri genes) in the wide type strains and the mutants inoculated in PDA medium treated or not treated with bioactive compounds isolated from Lentinula edodes, respectively, the molecular regulation mechanisms of inhibition effects of these bioactive compounds on biosynthesis of deoxynivalenol and its derivatives will be preliminarily revealed to provide theoretical foundamention and experimental data for preventing and controlling the contamination of deoxynivalenol and its derivatives in agricultural products, and also, the findings in the present study are valuable for mining another important application field for Lentinula edodes, so as to substantially promote the development of related industries.
脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)及其乙酰化衍生物(3-ADON和15-ADON)是镰刀菌产生的重要真菌毒素,具有急性毒性和慢性毒性,被确定为最危险的食品污染物之一。前期研究发现香菇提取物可以有效抑制DON及其衍生物的生物合成,但具体活性组分和调控机制还不清楚。本项目首先综合利用中压液相色谱、超高压液相色谱飞行时间质谱、气相色谱和核磁共振波谱等技术对香菇提取物中的活性成分进行追踪、分离和鉴定,发现精氨酸等化合物为香菇提取物中抑制DON及其衍生物生物合成的主要物质。后续的验证实验明确了PDA培养基中10 mM精氨酸等活性物质可以有效抑制镰刀菌产生DON及其衍生物,进而采取RNA-seq分析筛选参与调控的相关基因,发现精氨酸作用下DON合成关键基因TRI101显著下调;同时,对差异表达基因进行GO和KEGG功能富集分析,发现差异表达基因主要涉及糖类、蛋白和代谢小分子等的转运、合成和代谢等生物过程,揭示了精氨酸可能通过干扰禾谷镰刀菌中核糖体功能、过氧化物酶体合成、氨基酸和糖类的合成及代谢等途径从而下调毒素合成关键基因TRI101的表达,最终抑制DON及其衍生物的合成。最后,本项目考察了小麦、玉米等农产品基质中DON及其衍生物的产生规律,并在最适产毒条件下验证精氨酸的抑菌作用,结果显示高浓度精氨酸可以有效抑制小麦、玉米等中禾谷镰刀菌的生长和DON及其衍生物的产生。本项目的研究成果为进一步深入解析DON及其衍生物合成调控机制提供了理论基础,为利用精氨酸防控DON及其衍生物的污染提供了科学依据和技术支撑,从而保障我国的食用农产品质量安全。在本项目的资助下,已发表SCI论文13篇,申请国家专利一项,培养硕士研究生2名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
"Turn off-on" fluorescent sensor based on quantum dots and self-assembled porphyrin for rapid detection of ochratoxin A
基于量子点和自组装卟啉的“关-开”荧光传感器快速检测赭曲霉毒素A
DOI:10.1016/j.snb.2019.127212
发表时间:2020-01-01
期刊:SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
影响因子:8.4
作者:Liu, Li;Huang, Qingwen;Wu, Yongjiang
通讯作者:Wu, Yongjiang
Reduced graphene oxide and gold nanoparticle composite-based solid-phase extraction coupled with ultra-high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry for the determination of 9 mycotoxins in milk
还原氧化石墨烯与纳米金颗粒复合固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定牛奶中9种霉菌毒素
DOI:10.1016/j.foodchem.2018.05.041
发表时间:2018-10-30
期刊:FOOD CHEMISTRY
影响因子:8.8
作者:Jiang, Keqiu;Huang, Qingwen;Han, Zheng
通讯作者:Han, Zheng
Analysis of the Carry-Over of Ochratoxin A from Feed to Milk, Blood, Urine, and Different Tissues of Dairy Cows Based on the Establishment of a Reliable LC-MS/MS Method
基于建立可靠的 LC-MS/MS 方法分析饲料中赭曲霉毒素 A 残留到奶牛牛奶、血液、尿液和不同组织中的情况
DOI:10.3390/molecules24152823
发表时间:2019-08
期刊:Molecules
影响因子:4.6
作者:Zhiqi Zhang;Zhichen Fan;Dongxia Nie;Zhihui Zhao;Zheng Han
通讯作者:Zheng Han
Relationship between environmental conditions, TRI5 gene expression and deoxynivalenol production in stored Lentinula edodes infected with Fusarium graminearum
感染禾谷镰刀菌的贮藏香菇环境条件、TRI5基因表达与脱氧雪腐镰刀菌烯醇产量的关系
DOI:10.3920/wmj2017.2245
发表时间:2018-04
期刊:World Mycotoxin Journal
影响因子:2
作者:Han Zheng;Shen Yuanyuan;Di Mavungu J Diana;Zhang Dan;Nie Dongxia;Jiang Keqiu;De Saeger S;Zhao Zhihui
通讯作者:Zhao Zhihui
Development of a QuEChERS-Based UHPLC-MS/MS Method for Simultaneous Determination of Six Alternaria Toxins in Grapes
开发基于 QuEChERS 的 UHPLC-MS/MS 方法同时测定葡萄中的六种链格孢毒素
DOI:10.3390/toxins11020087
发表时间:2019-02-01
期刊:TOXINS
影响因子:4.2
作者:Guo, Wenbo;Fan, Kai;Han, Zheng
通讯作者:Han, Zheng
L-精氨酸靶标禾谷镰刀菌TRI101基因抑制呕吐毒素生物合成的分子调控机制
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:韩铮
- 依托单位:
香菇中脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其隐蔽型真菌毒素的发生规律及特异性基因调控机制研究
- 批准号:31301493
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:韩铮
- 依托单位:
国内基金
海外基金
