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黄曲霉DNA甲基化模式及其在黄曲霉毒素生物合成中的调控作用研究
结题报告
批准号:
31170044
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
贺竹梅
依托单位:
学科分类:
C0103.微生物组学与代谢
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
林晓东、林剑青、王成成、周建湘、陈国华、肖春华、刘斯洋、黄明涛、孙朋飞
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中文摘要
黄曲霉毒素(AF)为具极强致癌性的真菌次级代谢物,其生物合成调控已成为研究微生物次级代谢调控的模型。前期我们对黄曲霉全基因组甲基化进行了测序,发现其DNA甲基化模式与动植物的甲基化模式存在相当大的差别,并且发现,用甲基转移酶抑制剂5-AC处理黄曲霉导致AF合成水平降低,暗示DNA甲基化可能与AF合成存在正相关性,同时,在黄曲霉中发现存在类似DNA甲基转移酶的基因。本项目以黄曲霉全基因组甲基化测序结果为基础,围绕DNA甲基化与AF生物合成的关联,发现黄曲霉基因组甲基化谱和AF代谢途径/调控基因的甲基化谱特征;通过获得DNA甲基化差异基因表达数据和DNA甲基转移酶功能数据,阐明AF生物合成受DNA甲基化调控的作用机理,寻找DNA甲基化调控的基因或调控元件。通过该研究,为真菌次级代谢特别是真菌毒素代谢调控机制的阐明及AF污染控制策略的发展提供重要基础。
英文摘要
黄曲霉毒素(AF)为具极强致癌性的真菌次级代谢物,其生物合成调控机制相当复杂。本项目围绕黄曲霉DNA甲基化与黄曲霉毒素生物合成,开展了以下五方面研究并取得了较好的研究结果:①发现DNA甲基转移酶抑制剂5-氮杂胞苷(5-AC)可以诱导黄曲霉产生白色绒毛状表型并可显著抑制AF合成。②通过全基因组DNA甲基化测序与分析,首次证明黄曲霉是一种缺乏DNA甲基化的物种,并发现黄曲霉跟酵母一样,处于真菌DNA甲基化进化进程中的一个断裂点。这是继果蝇、面粉甲虫、酿酒酵母、粟酒裂殖酵母、线虫之后,科学家发现的第6种缺乏DNA甲基化的物种。③通过转录组学方法对5-AC对AF生物合成的抑制作用机理进行了解析,发现5-AC处理后使VeA蛋白浓度水平降低,弱化甚至中断VelB与LaeA的连结,可能是它继而对黄曲霉生长发育和次生代谢相关基因的表达模式产生改变所致,同时发现负责编码无性孢子形成的基因brlA的表达在5-AC处理后明显上调。④通过基因敲除和过表达DNA甲基转移酶同源物基因(DmtA),从生长发育、孢子产生、基因表达、AF生物合成、菌核产生等方面对DmtA的功能进行了详细的研究,发现:DmtA对黄曲霉的生长发育无影响,但影响无性孢子的形成;DmtA敲除后AF含量下降,过表达则AF产量增多,由此初步推测DmtA基因可能与黄曲霉的次级代谢存在关联;DmtA基因影响菌核的形成,DmtA敲除株几乎不产菌核,而过表达株则产生大量菌核;DmtA敲除株中的brlA基因有明显上调,而过表达株中则明显下调,AF基因簇中的基因在敲除株中有下调,过表达株中有上调,但调控因子laeA、veA、AflR、AflS并没有明显变化。⑤对黄曲霉基因组结构进行了深入研究,如完善了黄曲霉基因组注释,比之前网上的注释增加了1025个新基因;分析了黄曲霉重复序列注释与RIP指数,发现黄曲霉的重复序列显著低于其他真菌,RIP指数明显高于其他真菌,提示RIP可能也存在于包括黄曲霉在内的部分曲霉属真菌中;对核糖体蛋白基因表达变化与总体转录和翻译进行了关联分析,为反映基因组总的转录能力提供基础;分析了DmtA在真菌中的进化规律,发现它与已证实具DNA甲基化生物的DmtA有很大差异。本研究共发表论文9篇,培养研究生10人,在全国相关会议上作会议报告7次。该研究为真菌毒素代谢调控机制的阐明提供了重要基础。
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
Transcriptomic profiling of Aspergillus flavus in response to 5-azacytidine
黄曲霉对 5-氮杂胞苷反应的转录组分析
DOI:10.1016/j.fgb.2013.04.007
发表时间:2013-07-01
期刊:FUNGAL GENETICS AND BIOLOGY
影响因子:3
作者:Lin, Jian-Qing;Zhao, Xi-Xi;He, Zhu-Mei
通讯作者:He, Zhu-Mei
DOI:10.1371/journal.pone.0030349
发表时间:2012
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Liu SY;Lin JQ;Wu HL;Wang CC;Huang SJ;Luo YF;Sun JH;Zhou JX;Yan SJ;He JG;Wang J;He ZM
通讯作者:He ZM
DOI:--
发表时间:2016
期刊:生命科学
影响因子:--
作者:支庆庆;李洁莹;于雷;贺竹梅
通讯作者:贺竹梅
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Austin Journal of Proteomics, Bioinformatics & Genomics
影响因子:--
作者:Wang B;Zhu-Mei He;Yu J;Pan L
通讯作者:Pan L
DOI:--
发表时间:2012
期刊:中山大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:王成成;肖春华;陈国华;贺竹梅
通讯作者:贺竹梅
黄曲霉spc105基因在次级代谢、菌核发育和氧化应激中的功能及三者关联机制研究
  • 批准号:
    31870031
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    贺竹梅
  • 依托单位:
调控黄曲霉毒素合成及氧化应激双功能转录因子的鉴定与功能研究
  • 批准号:
    31470198
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    贺竹梅
  • 依托单位:
压力应答基因和氧化应激与黄曲霉毒素合成代谢关联作用的机理研究
  • 批准号:
    30870024
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    贺竹梅
  • 依托单位:
国内基金
海外基金