APSES转录因子Swi6B通过调控CATALASE 1表达增强灵芝氧化应激耐受性的分子机制

本研究揭示了灵芝（Ganoderma lucidum）中APSES家族转录因子Swi6B通过直接结合过氧化氢酶1（CAT1）启动子区，激活其转录并降低细胞内H2 O2 水平，从而增强氧化应激耐受性的分子机制。研究发现MAPK激酶Slt2通过磷酸化修饰Swi6B进一步强化其对CAT1的调控作用，首次阐明Slt2-Swi6B-CAT1通路在真菌应对环境胁迫中的核心作用，为真菌抗逆机制研究和药用真菌产业优化提供新靶点。

　　

APSES转录因子Swi6B的氧化应激响应机制

真菌作为固着生物，在生长过程中常面临高温、干旱等环境胁迫，导致活性氧（ROS）过量积累。ROS包括超氧化物（O₂
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）、羟基自由基（·OH）和过氧化氢（H₂
O₂
），其过量会引发DNA损伤、蛋白质变性等不可逆伤害。灵芝作为重要药用真菌，其应对氧化胁迫的分子机制尚不明确。

Swi6B响应并增强灵芝的氧化应激耐受性
研究发现，氧化应激显著诱导Swi6B转录本和蛋白水平升高，而SWI6B过表达株系对H₂
O₂
和甲萘醌（VK₃
）的耐受性显著增强。相反，SWI6敲低株系生长受抑制，表明Swi6B是灵芝应对氧化胁迫的关键因子。值得注意的是，同源异构体Swi6A未表现出类似功能，提示Swi6B具有特异性调控作用。

Swi6B通过CAT1调控H₂
O₂
稳态
转录组分析显示，SWI6B过表达株系中CAT1表达量最高，且H₂
O₂
处理后增幅达2.32倍。Western blot证实CAT1蛋白水平与转录趋势一致。通过CAT抑制剂3-AT处理实验，发现SWI6B-OE株系的生长优势被完全消除，证实其抗性依赖CAT1的酶活功能。

DNA结合特性的分子验证
生物信息学预测发现CAT1启动子区存在两个保守的MluI细胞周期框（MCB）元件。酵母单杂交（Y1H）和电泳迁移率变动分析（EMSA）证实Swi6B特异性结合该元件，而突变元件则无结合活性。染色质免疫共沉淀（ChIP-qPCR）进一步显示，H₂
O₂
处理使Swi6B在CAT1启动子的富集度提升1.8倍，揭示氧化应激增强转录因子与靶基因的互作。

MAPK通路的上游调控
MAPK激酶Slt2被证实与Swi6B存在物理互作。SLT2过表达株系中，Swi6B的丝氨酸/苏氨酸磷酸化水平显著升高，且对CAT1启动子的结合能力增强。特别值得注意的是，H₂
O₂
处理可协同提升这种磷酸化修饰，表明环境信号与MAPK通路存在交叉对话。

生理功能的遗传学证据
CAT1敲低株系表现出典型氧化敏感表型：H₂
O₂
清除能力下降79%，菌丝生长抑制率达75%。DCFH-DA荧光检测显示其胞内ROS积累量显著增加，反向验证了CAT1在抗氧化防御中的核心地位。

讨论与展望
该研究首次在高等真菌中解析了Slt2-Swi6B-CAT1级联通路的氧化应激响应机制。Swi6B作为MAPK通路下游效应分子，通过磷酸化修饰增强其转录活性，这种调控模式在酿酒酵母等模式生物中尚未见报道。研究成果不仅拓展了对真菌环境适应机制的认知，也为利用基因工程手段提升药用真菌的逆境产量提供了理论依据。未来研究可进一步探索Swi6B是否参与其他抗氧化酶（如SOD2）的调控，以及该通路在不同胁迫条件下的特异性响应特征。