脂肪酸合成调控白灵菇菌丝生长速率的关键机制研究

为解决白灵菇(Pleurotus tuoliensis)菌丝生长缓慢的产业难题，研究人员通过RNA干扰和过表达技术调控乙酰辅酶A羧化酶(PtACC)基因表达，发现PtACC表达水平直接影响总脂质含量和菌丝生长速率。适度提高PtACC表达可促进菌丝生长，但过量表达(>100%)反而抑制生长。补充反应底物碳酸氢盐和乙酸铵同样能促进脂质合成和菌丝生长，证实脂肪酸合成是限制菌丝生长的关键因素。该研究为食用菌分子育种和培养基优化提供了新思路。

　　

在食用菌产业中，白灵菇(Pleurotus tuoliensis)因其独特风味和药用价值备受青睐，但其菌丝生长缓慢导致生产周期长、效率低，成为制约产业发展的瓶颈。与同属其他栽培品种相比，白灵菇菌丝纤细且生长速率显著滞后。传统研究多聚焦碳氮比优化，却忽视了脂质物质对菌丝生长的调控作用。脂质不仅是细胞膜的基本结构成分，还参与能量储存和信号传导，但关于食用菌脂质合成与菌丝生长关系的研究几乎空白。中国农业科学院农业资源与农业区划研究所的研究人员通过分子生物学手段揭示了脂肪酸合成调控白灵菇菌丝生长的分子机制，相关成果发表在《Food Chemistry: Molecular Sciences》上。

研究团队采用RNA干扰(RNAi)和基因过表达技术调控PtACC表达，通过测定ACC酶活性、总脂质含量和菌丝生长速率，结合气相色谱-质谱(GC-MS)分析脂肪酸组成。同时考察了培养基中添加脂肪酸、乙酸铵和碳酸氢钠等底物的影响，并分析不同pH条件下的生长特性。

研究结果显示，RNAi使PtACC表达降低67-68%时，ACC酶活性下降46-59%，总脂质含量减少32-43%，菌丝在PDA、PDB和棉籽壳培养基上的生长速率分别降低8-21%、35-38%和29-32%。而过表达使PtACC表达增加63-65%时，菌丝生长速率在三种培养基上分别提升14-16%、70-72%和21-22%。但表达量超过野生型210%的菌株出现生长抑制，表明存在"过犹不及"效应。GC-MS检测发现过表达菌株OE-PtACC 115的二十二烷酸(C22:0)含量较野生型增加213%，总脂肪酸含量提升24%。培养基中添加1mM硬脂酸(C18:0)使菌丝生长速率提高19%，而添加10mM乙酸铵和20mM NaHCO₃分别促进生长26%和19%。pH 8.0-9.0为最适生长范围，其中pH 8.0时脂质积累达到峰值，较对照(pH 5.5)增加52%。

讨论部分指出，乙酰辅酶A羧化酶(ACC)作为脂肪酸合成的限速酶，其催化产物丙二酰-CoA是所有脂肪酸合成的基石。研究首次证实白灵菇野生型菌株的脂质合成能力不能满足最佳生长需求，这种缺陷可能是其与新疆阿魏(Ferula sinkiangensis)长期共生进化的结果。在自然条件下，宿主植物可能为共生真菌直接提供脂肪酸等碳源，导致白灵菇逐渐弱化自身脂质合成能力。该发现为解释其他难以人工栽培的共生型食用菌（如松茸、白松露）的生长限制因素提供了新视角。

这项研究不仅阐明了脂肪酸合成与白灵菇菌丝生长的量化关系，更建立了通过遗传改造和培养基优化协同提升食用菌生长效率的技术体系。提出的"底物补充-基因调控"双轨策略，为食用菌产业的高效育种和精准栽培提供了理论依据和实践方案，对实现珍稀食用菌的人工驯化具有重要指导价值。