课题基金 / 基金详情

光照提高贵州木霉产孢效率和孢子抗逆性的方法和机制研究

批准号:
32070101
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
于振中
依托单位:
学科分类:
微生物与环境互作
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
于振中

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
根际微生物木霉菌在促进植物生长,抵抗土传病和改良土壤方面效果明显,推广木霉菌菌肥是解决目前一系列土壤问题的重要途径。然而,木霉菌产孢效率低和孢子抗逆性差,致使木霉菌菌肥生产成本高,货架期短,是阻碍木霉菌有机肥工业化的技术瓶颈。光照作为最重要的环境信号之一,可以促进真菌孢子生成并提高孢子抗逆性。真菌通过红光受体、蓝光受体和绿光受体感受光照,激活细胞内信号传导通路。目前,用于木霉菌生物有机肥生产的贵州木霉感光机制还未被研究。该项目将系统研究提高贵州木霉产孢效率和孢子抗逆性的最佳光照条件,并揭示其背后的分子机制。该项目有望通过控制光照条件这一简单经济的方法,解决木霉菌菌肥产业化中产孢效率低和孢子抗逆性差的技术瓶颈,促进木霉菌生物有机肥的推广应用。
英文摘要
Rhizosphere microorganisms, Trichoderma, can promote plant growth, resist soilborne diseases and improve soil conditions dramatically and therefore population and application of Trichoderma bio-organic fertilizer is an effective way to solve a series of soil problems nowadays. However, the low efficiency of conidia production of Trichoderma in industrial production and the low resistance of conidia to stresses lead to high cost and short shelf life of Trichoderma bio-organic fertilizer, which is the bottleneck of industrialization. Light, as one of the most important environmental cues, can effectively stimulate the formation of conidia and meanwhile improves the resistance of conidia to stresses. Fungi perceive light with red-, blue- and green-light receptors to activate signal transduction pathway. Up to now, light sensing in Trichoderma guizhouense used for bio-organic fertilizer production has not been studied yet. In this project, we will investigate the optimal light condition which stimulating conidia formation and resistance improvement of conidia in Trichoderma guizhouense systematically and in the meantime elucidate the mechanism of light sensing in this fungus. Our study is likely to break through the bottleneck aforementioned with a convenient and economic way by controlling light condition and hence paves the way for popularization and application of Trichoderma bio-organic fertilizer promisingly.
本项目以光照调控贵州木霉产孢过程为研究对象,旨在解析不同光照调控贵州木霉孢子生成、孢子抗逆性和气生菌丝生长的分子机制,为解决木霉菌肥产业化中木霉菌产孢效率低和孢子抗逆性差的技术瓶颈提供理论指导。研究发现,蓝光通过蓝光受体BLR1和MAPK HOG信号通路显著提高产孢效率和孢子抗逆性,而红光和远红光则通过光敏色素FPH1和MAPK HOG信号通路显著促进贵州木霉气生菌丝生长。BLR1感应蓝光后,一方面直接激活产孢相关基因,另一方面通过激活MAPK HOG信号通路,调控产孢和抗逆相关基因的表达。bZIP型转录因子ATF1位于HOG1下游,参与调控菌体生长发育。蓝光受体ENV1则调控菌体对蓝光的敏感性,避免基因过度响应。FPH1感应红光和远红光后激活MAPK HOG通路,促使HOG1磷酸化并迁移至细胞核,与下游转录因子ATF1共同调控气生菌丝发育相关基因的表达。进一步研究发现,红光和蓝光信号通路存在密切互作关系:红光受体FPH1参与调控蓝光下的产孢过程,而蓝光受体BLR1也参与调控红光和远红光响应及气生菌丝生长。BLR1、FPH1和HOG1共同调控疏水蛋白的表达,影响菌体疏水性。此外,部分红光和远红光响应基因不依赖于FPH1和HOG1,提示可能存在其他红光受体和信号通路。通过优化光照条件,采用先红光照射促进菌丝生长,后蓝光照射刺激产孢的策略,木霉菌在水稻秸秆基质中的产孢效率达到2.9×10^9个/克。研究还发现,高强度蓝光抑制菌丝生长并提前诱导产孢,但最终产孢量与低强度蓝光无显著差异,最优蓝光光照强度为1.7 μmol photons m^-2 s^-1。本研究揭示了贵州木霉光响应的分子机制,明确了蓝光提高产孢效率和孢子抗逆性、红光和远红光促进气生菌丝生长的分子机制,同时阐明了不同光信号通路间的互作关系。研究成果为优化木霉菌固体发酵工艺提供了理论依据,对解决木霉菌肥产业化中的关键技术问题具有重要意义。
杂合型组氨酸激酶Nik1调控哈茨木霉NJAU4742高温响应机制研究
  • 批准号:
    32570050
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    于振中
  • 依托单位:
贵州木霉利用MAPK信息素通路响应草甘膦除草剂机制研究及草甘膦抗性菌株开发
  • 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:
    于振中
  • 依托单位:
国内基金
海外基金