线粒体与过氧化物酶体Lon蛋白酶在昆虫病原真菌白僵菌环境适应与致病生物学中的功能分化研究

本研究针对昆虫病原真菌白僵菌（Beauveria bassiana）的线粒体（BbLon1）和过氧化物酶体（BbLon2）Lon蛋白酶功能分化展开系统性探究。通过基因敲除与回补实验，揭示了BbLon1在氧化应激、高温、高渗及铁缺乏等逆境响应中的核心作用，而BbLon2则显著调控分生孢子疏水性。研究首次阐明线粒体Lon蛋白酶在穿透宿主角质层、免疫逃逸及体内发育等致病过程中的主导地位，为开发高效真菌生物农药提供了理论依据。

　　

在自然界与农业生态系统中，昆虫病原真菌白僵菌（Beauveria bassiana）作为重要的生物防治剂，其环境适应性与致病效率直接影响控虫效果。然而，真菌在侵染过程中需应对宿主角质层屏障、免疫防御及多变的外部环境，这些过程涉及复杂的蛋白质稳态调控机制。Lon蛋白酶作为AAA-ATPase家族成员，在真核生物中通过降解错误折叠蛋白维持细胞稳态，但其在昆虫病原真菌中的功能分化尚未阐明。

浙江大学研究人员通过比较基因组学鉴定出白僵菌中两种Lon蛋白酶同源基因BbLon1和BbLon2，分别定位于线粒体和过氧化物酶体。研究采用基因敲除、亚细胞定位及表型分析等技术，系统评估了二者在真菌发育、逆境响应及致病过程中的功能差异。

微生物培养与基因操作
实验以白僵菌野生型ARSEF2860为材料，通过同源重组构建基因缺失突变体ΔBbLon1和ΔBbLon2，并利用荧光标记验证蛋白亚细胞定位。表型分析涵盖氧化应激（H₂
O₂
）、热胁迫（42°C）、高渗（NaCl）及细胞壁扰动（刚果红）等条件。

功能分化研究结果

1. 应激响应：ΔBbLon1对氧化、高温、高渗及铁缺乏敏感，而ΔBbLon2仅影响疏水性。
2. 发育调控：双突变体分生孢子产量降低60%，揭示二者协同调控无性繁殖。
3. 致病机制：ΔBbLon1穿透昆虫角质层能力下降70%，体内酵母型转化受阻，且无法有效酸化宿主血淋巴（pH>6.5）。

讨论与意义
该研究首次阐明线粒体Lon蛋白酶在白僵菌生命周期中的主导地位：BbLon1通过维持线粒体蛋白稳态，保障能量代谢以应对侵染过程中的多重胁迫；而BbLon2则通过调控脂代谢影响分生孢子表面特性。这一发现为改良真菌农药的环境适应性提供了分子靶点，例如可通过增强BbLon1表达提升菌株抗逆性。论文发表于《Journal of Invertebrate Pathology》，为昆虫病原真菌的细胞器功能研究树立了新范式。