昆虫病原真菌白僵菌Sti1同源蛋白在产孢、环境适应及毒力中的多功能调控机制解析

本研究针对丝状昆虫病原真菌白僵菌（Beauveria bassiana）环境适应性及毒力调控机制不明的科学问题，通过构建sti1基因缺失突变体，系统揭示了Sti1（哺乳动物Hop同源蛋白）在高温耐受（33°C生长减少68.88%）、产孢缺陷（减少33.95-43.49%）、细胞壁完整性维持以及H2O2/UV-B等应激响应中的关键作用，并发现其通过调控甘油/海藻糖代谢及SOD/CAT活性影响毒力（LT50延长28.07%），为真菌杀虫剂的性能优化提供新靶点。

　　

论文解读：
在生物防治领域，白僵菌（Beauveria bassiana）作为重要的昆虫病原真菌，其田间应用效果常受高温、紫外线及宿主免疫微环境等因素制约。尽管前期研究发现热休克蛋白（Hsp）家族成员如Hsp70a-f等参与环境适应，但作为Hsp70-Hsp90分子伴侣桥梁的Sti1（Stress-inducible protein 1）在丝状昆虫病原菌中的功能仍属空白。这一问题直接影响真菌杀虫剂的稳定性改良，因此解析Sti1的生物学功能具有重要理论和应用价值。

广东省科研团队通过比较野生型（WT）、基因缺失突变体（Δsti1）和回补株（Δsti1::sti1）的多组表型，首次系统阐明了白僵菌Sti1的多重调控功能。研究采用基因敲除、表型组学分析（包括生长速率、产孢量、应激敏感性检测）及代谢物定量（甘油/海藻糖/甘露醇）等技术，结合昆虫感染模型（Galleria mellonella），全面评估了Sti1的生物学效应。

Bioinformatics characteristics of B. bassiana Sti1
生物信息学分析显示，白僵菌Sti1（EJP69671.1）含典型TPR结构域（介导Hsp70/90结合）和DP基序，与酵母及植物病原菌同源蛋白高度保守，暗示其功能演化上的共性。

Strains and culture conditions
在基础培养基（SDAY）中，Δsti1与WT生长无差异，但33°C高温下菌落面积锐减68.88%，45°C时分生孢子半数致死时间（LT₅₀）缩短28.88%，证实Sti1是高温适应的关键因子。

Conidiation and stress responses
Sti1缺失导致产孢结构（分生孢子梗）发育缺陷，4-5天产孢量下降33.95-43.49%。同时突变体对H₂O₂、甲萘醌、NaCl、多菌灵及UV-B的敏感性显著增强，伴随细胞壁完整性相关表型异常，揭示Sti1通过维持细胞稳态抵御多元应激。

Virulence and metabolic regulation
昆虫感染实验中，Δsti1毒力延迟28.07%，其机制与甘油/海藻糖（渗透调节剂）和超氧化物歧化酶（SOD）/过氧化氢酶（CAT）（抗氧化酶）产量降低直接相关，表明Sti1通过代谢重编程增强宿主侵染能力。

讨论与意义
该研究突破性发现Sti1在白僵菌中兼具温度传感、产孢调控及毒力增效三重功能，其作用机制不同于酵母（仅高温敏感）和植物病原菌（如大丽轮枝菌V. dahliae的H₂O₂抗性负调控），体现了物种特异性演化。从应用角度看，Sti1可作为真菌杀虫剂耐候性改造的分子靶标，通过基因编辑或表达调控提升制剂稳定性。理论层面，研究为理解Hsp70-Hsp90系统在丝状病原真菌中的功能分化提供了新模式，相关成果发表于《Fungal Biology》。