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为探究 Fusarium fujikuroi 中 wcoA 和 wcoB 功能，研究人员构建 ΔwcoA 和 ΔwcoB 突变体，分析光调控基因及次生代谢关键酶基因表达。发现两蛋白需形成复合体调控基因，且在不同菌株功能有差异，为真菌光响应机制研究提供新视角。
在真菌的奇妙世界里，光如同一位神秘的指挥家，操控着诸多生命活动的节奏。藤仓镰刀菌（Fusarium fujikuroi）作为赤霉素的重要生物合成来源，其复杂的次生代谢过程对光、氮等环境信号极为敏感。在真菌中，由黄素蛋白 WC1 和伴侣蛋白 WC2 组成的白领复合体（WCC）是光响应的核心调控因子，然而在镰刀菌属中，编码这两个蛋白的 wcoA 和 wcoB 基因各自扮演的角色以及它们的协同作用机制尚不完全清晰。此前关于 wcoA 突变的研究仅在 FKMC1995 野生型菌株中开展，而 wcoB 的功能以及两者在不同菌株背景下的差异更是未知领域，这些空白制约了我们对真菌光调控网络和次生代谢机制的深入理解。
为填补这些研究空白，来自相关研究机构的科研人员在《Fungal Genetics and Biology》上发表了一项研究。他们以藤仓镰刀菌 IMI58289 野生型菌株为研究对象，通过同源重组技术分别构建了 wcoA（FFUJ_13691）和 wcoB（FFUJ_00530）基因的缺失突变体（ΔwcoA 和 ΔwcoB），并对突变体的表型进行分析，同时检测了与光生物学、发育、胁迫相关的光调控基因以及次生代谢关键酶基因的表达情况。
该研究主要运用了以下关键技术方法：通过同源重组技术构建基因缺失突变体，利用分子生物学手段筛选和鉴定突变体，采用合适的培养条件培养菌株以进行表型分析和基因表达研究。
菌株和培养条件
研究使用了藤仓镰刀菌 IMI58289 野生型菌株，通过基因替换方法构建了 wcoA 突变体 SG300、SG301 和 wcoB 突变体 SG297、SG299，以抗生素抗性盒替换 wco 基因。菌株在 EG 培养基中培养用于分生孢子生产，在两种不同液体培养条件下进行表达研究。
突变体的生成
为获得 ΔwcoA 和 ΔwcoB 突变体，研究人员进行了转化实验，将含有抗生素抗性盒的质粒与野生型原生质体共孵育，抗性盒两侧为 wcoA 和 wcoB 的 5′和 3′非编码序列。经抗生素筛选后，对 3 个 ΔwcoA 转化子和 6 个 ΔwcoB 转化子进行分析。
研究结果
结果显示，许多被调查的基因需要 WcoA 和 WcoB 共同作用才能被光诱导，在某些情况下，在黑暗中也需要两者来正确表达。wcoA 或 wcoB 突变体中观察到的调控改变大多一致，表明编码的蛋白质作为复合体发挥作用。另一方面，对不同次生代谢基因的影响存在差异，且这些影响与之前在另一种野生型菌株中观察到的不同，表明预测的白领复合体在镰刀菌属中具有高度的功能多样性。例如，WcoA 和 WcoB 调控多种基因的 mRNA 水平，包括光感受器 CryD 和 OpsA、调节蛋白 Hog1 和 Csp1，以及类胡萝卜素、镰刀菌素和白僵菌素等不同次生代谢物生物合成中的一些关键酶。但它们的缺失对红镰霉素和赤霉素生物合成酶的关键基因影响较小。
讨论与结论
该研究首次在 IMI58289 菌株中同时对 wcoA 和 wcoB 的功能进行了系统分析，证实了两者在藤仓镰刀菌中以复合体形式发挥作用，共同调控光响应和次生代谢过程，不仅在光照条件下，在黑暗中也有重要作用。同时，研究发现 wcoA 在 IMI58289 和 C1995 菌株中的功能存在差异，这与两个菌株之前观察到的表型变异一致，提示镰刀菌属中白领复合体的功能具有菌株特异性。这些发现拓展了我们对真菌光响应机制的认识，为深入理解镰刀菌属的环境适应策略和次生代谢调控网络提供了新的视角，也为利用基因编辑技术改造真菌代谢通路、提高目标代谢物产量奠定了理论基础。
