信息素MAPK通路以细胞融合非依赖方式调控寄生真菌Naematelia sinensis的酵母-菌丝双相转换

《Microbiological Research》：Pheromone MAPK pathway regulates the yeast-to-hypha transition in the parasitic mushroom Naematelia sinensis in a cell fusion–independent manner

本研究揭示了寄生真菌金耳（Naematelia sinensis）通过信息素MAPK信号通路，以不依赖细胞融合的方式调控酵母-菌丝形态转换的分子机制。研究发现乳糖可显著诱导双相转换，B交配型基因座序列差异是形态转换的关键因素，为真菌发育生物学和寄生互作研究提供了新范式。

　　

亮点

在诱导培养基（IDM）上，金耳酵母样细胞能够萌发成菌丝

将金耳1684菌株的酵母样细胞接种于四种不同培养基（WA、PDA、YPD和IDM）观察其双态转换。培养14天后，在WA、PDA和YPD培养基上的细胞仍以出芽方式增殖，即使培养21天也未观察到菌丝形成（图1B）。相反，在IDM上第14天即可观察到旺盛的菌丝发育，至第21天约45%细胞萌发成菌丝。萌发通常从细胞一端或两端开始，形成真正的有隔菌丝，这些菌丝可进一步分枝并形成复杂的菌丝网络。

讨论

作为一种特殊蘑菇，金耳必须寄生在粗毛韧革菌上才能产生子实体。从酵母样细胞到菌丝的雙态转换对其生命周期至关重要，既实现了与粗毛韧革菌的寄生互作，也保障了有性生殖。本研究首次系统揭示了调控金耳酵母-菌丝转换的关键因素。IDM培养能强力诱导菌丝形成，而乳糖更进一步增强了这一过程。值得注意的是，菌丝发育受B交配型基因座调控，且该过程不依赖细胞融合，揭示了一种非典型的双态转换模式。转录组数据将信息素MAPK通路定位为驱动此形态转变的核心信号级联，同时发现了一条不同于传统克鲁维酵母模型的独特乳糖代谢途径。这些发现为理解真菌双态性提供了新视角，并为解析金耳子实体形成机制奠定了理论基础。

结论

我们的研究揭示了金耳双态转换的关键调控机制。研究表明IDM可启动酵母-菌丝转换，而乳糖是该过程的有效增强剂。值得注意的是，菌丝发育由B交配型基因座通过不依赖细胞融合的方式调控，揭示了一种非典型的双态性模式。转录组数据将信息素MAPK通路定位为驱动此形态转变的主要信号级联，同时发现了一条独特的乳糖代谢途径。这些发现为理解真菌发育生物学提供了新见解，并为优化金耳栽培技术提供了理论支撑。