《International Journal of Molecular Sciences》：Unravelling the Role of Non-Clustered Polyketide Synthases and Key Metabolites in Ochratoxin a Accumulation by Penicillium nordicum in Salt-Rich Environments
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赭曲霉毒素A（OTA）在富含盐浓度条件下由Penicillium nordicum积累增强。参与OTA生物合成的基因包括聚酮合酶（PKS），尽管簇外的其他PKS也可能影响OTA产生。本研究旨在评估一个可能参与OTA生物合成的新PKS以及与这种真菌毒素相关的代谢
赭曲霉毒素A（OTA）在富含盐浓度条件下由Penicillium nordicum积累增强。参与OTA生物合成的基因包括聚酮合酶（PKS），尽管簇外的其他PKS也可能影响OTA产生。本研究旨在评估一个可能参与OTA生物合成的新PKS以及与这种真菌毒素相关的代谢物。研究人员为五个编码先前报道在干腌肉制品中过表达的PKS基因（n2、n3、n4、n5和n6）设计并优化了基因表达分析方案。在添加不同盐浓度的CYA培养基中培养两株P. nordicum菌株（Pn15和Pn856），检测其表达。真菌菌丝体用于基因表达分析和代谢组学分析。三个基因（n3、n4和n6）似乎与Pn856中的OTA生物合成相关。然而，n2可能参与OTA降解。在Pn15中，所研究基因与OTA之间缺乏相关性可能是由于所定量的OTA水平较低。代谢物松柏醇和6-羟基-8-甲氧基-3-甲基异色满与OTA呈正相关，而3-甲基丁酸和头孢霉内酯E可用作预测OTA的指标。这些结果表明PKS蛋白对OTA水平具有复杂的调控和影响。
赭曲霉毒素A（OTA）是一种强效肾毒性化合物，被国际癌症研究机构归为2B组可能人类致癌物。Penicillium nordicum是干腌肉制品中主要的OTA产生菌，其在高盐环境中的适应与OTA分泌有关。以往研究已鉴定OTA生物合成基因簇中的关键基因，如编码聚酮合酶（PKS）的otapksPN和非核糖体肽合成酶（NRPS）的npsPN，但基因表达并不总是与OTA产生一致。蛋白质组学研究发现，干腌肉制品中某些PKS烯酰还原酶（ER）域蛋白丰度下降与OTA减少相关，提示簇外PKS可能参与OTA合成。然而，这些PKS的具体作用尚不清楚。因此，本研究结合基因表达分析和非靶向代谢组学，探讨簇外PKS基因和关键代谢物在盐胁迫下对OTA积累的作用。该研究发表于《International Journal of Molecular Sciences》。
研究人员选用两株OTA产生菌P. nordicum（Pn15和Pn856），分别分离自西班牙干腌火腿和意大利帕尔玛火腿，在CYA培养基中添加0、7%、15% NaCl以模拟干腌肉制品渗透条件，培养12天。采用实时荧光定量PCR（qPCR）评估5个编码PKS ER域蛋白的基因（n2、n3、n4、n5、n6）以及簇内pks和hal基因的表达；使用液相色谱-质谱联用（LC-MS）进行OTA定量和非靶向代谢组学分析；并运用Spearman相关分析和主成分分析（PCA）等方法处理数据。
2.1 实时荧光定量PCR方案优化
研究人员优化了5对引物的qPCR方案，扩增效率为105%–111%，符合使用2
?ΔΔCT法的标准，为后续基因表达分析奠定基础。
2.2 盐胁迫下菌株生长与OTA产生
含盐培养基上，Pn15菌落直径显著大于Pn856，表明其对盐环境适应更强，这与两菌株分离源（西班牙火腿盐含量高、意大利火腿盐含量低）一致。70 g/L NaCl刺激两株菌生长，150 g/L NaCl抑制生长。Pn856产OTA量高于Pn15，并在70 g/L NaCl时最高；15% NaCl时OTA减少，可能与OTA降解或高盐适应机制有关。
2.3 盐胁迫下相对基因表达分析
5个PKS ER蛋白与OTA簇中PKS的序列相似性为55.6%–61.7%。在Pn856中，7% NaCl诱导所有5个基因过表达，15% NaCl使n3、n4、n6表达下降，与OTA变化趋势一致；Spearman相关分析显示n3（ρ=0.881）、n4（ρ=0.915）和n6（ρ=0.865）与OTA显著正相关，提示它们可能参与OTA生物合成。n2侧翼存在酰胺酶和水解酶编码基因，推测其可能参与OTA降解而非合成；n5侧翼基因可能涉及物质转运。簇内pks基因与OTA在Pn15（ρ=0.816）和Pn856（ρ=0.729）中均呈正相关，但Pn856在7% NaCl时OTA大幅增加并非由pks过表达所致，支持其他PKS的贡献。hal基因表达在Pn856中与OTA正相关（ρ=0.712），在Pn15中则无相关，且15% NaCl时hal过表达但OTA反而降低，提示Pn15可能通过其他途径排泄氯离子。
2.4 盐胁迫下代谢组学分析
共检测到317个代谢物，PCA显示盐浓度显著影响两株菌的代谢谱，且两株菌的适应策略明显不同。2.4.1 Pn15中，对照组由8个化合物特征化，15% NaCl组有41个特征化合物，包括与环境适应相关的
