南极真菌Geomyces wnf-18c细胞壁完整性通路调控红色素分泌的分子机制及替代胭脂虫红的应用潜力

本研究揭示了南极真菌Geomyces wnf-18c通过细胞壁完整性（CWI）通路调控红色素分泌的分子机制。通过ARTP诱变获得高产菌株，发现敲除CWI通路关键基因rho1和bck1可显著促进色素分泌，并证实细胞壁成分（几丁质、β-1,3-葡聚糖）合成减少是核心机制。该色素色泽接近高端胭脂虫红且无毒，为天然色素开发提供新策略。

　　

亮点

• 菌株与培养基：以Geomyces wnf-18c为研究对象，通过PCR介导的同源重组技术构建rho1Δ/Δ和bck1Δ/Δ突变株，利用含潮霉素抗性基因的质粒进行筛选。

• 南极红色素特性：从南极土壤分离的该真菌产生的紫红色素，其色泽与高端色素胭脂虫红高度相似，且不含桔霉素等毒素，具备替代潜力。

讨论

天然色素因安全性广受青睐，但来源稀缺。本研究发现南极真菌Geomyces wnf-18c的新型红色素，其母核结构与Monascus红素相似，但色泽更接近胭脂虫红。通过ARTP诱变获得高产菌株，证实CWI通路关键基因rho1和bck1的缺失会显著降低细胞壁成分（如几丁质和β-1,3-葡聚糖）含量，从而促进色素分泌。过表达几丁质合成酶CHS3则抑制该过程，进一步验证细胞壁完整性对色素分泌的调控作用。

结论

本研究首次阐明南极真菌中CWI通路通过调控细胞壁稳态影响红色素分泌的机制，为极地微生物资源开发及低成本生产天然色素提供理论依据。