氧化应激影响碳代谢并诱导木材腐朽真菌中氧化还原酶和小分泌蛋白的上调

《Fungal Biology and Biotechnology》：Oxidative stress impacts carbon metabolism and induces upregulation of redox enzymes andsmall secreted proteins in the wood-decay fungus

　　

背景：真菌栖息于多样的环境中，需要耐受非生物与生物胁迫以及变化的大气条件。对多孔菌目（Polyporales）担子菌（Basidiomycota）的白腐菌和褐腐菌的研究表明，好氧木材腐朽真菌可能适应低氧甚至缺氧条件，而这些条件正是其在枯木栖息地中必然会遇到的。在白腐菌Phlebia radiata中，木质纤维素底物上的氧耗竭会导致缺氧和发酵代谢。在本研究中，研究人员通过在有氧和低氧条件下对木底物上的真菌施加氧化胁迫，进一步阐述大气效应，旨在检测氧化处理所导致的基因表达和代谢途径变化。

结果：根据RNA-Seq数据，在过氧化氢处理后18小时，共有762个基因显著差异表达（DEGs，绝对Log₂FoldChange > 1）。其中一半（348个基因）在低氧（<10% O₂）培养物中下调，185个基因为该条件所特有，但三分之一（121个基因）功能未知。在有氧培养物中，观察到不同的响应，下调的DEGs较少（236个基因），而上调数量较多（267个基因），其中153个上调基因是该条件所特有的。在两种条件下均上调的DEGs中，小分泌蛋白（small secreted proteins, SSPs）最为丰富，其次是短链脱氢酶/还原酶、醛酮还原酶、GNAT家族乙酰转移酶和CAZy碳水化合物活性酶。在下调的DEGs中，鉴定出许多SSP和CAZy类别，以及编码热激蛋白和MFS转运蛋白的基因。对碳代谢基因的进一步检查表明，在两种条件下，氧化处理均导致戊糖分解途径、甘油代谢以及乙醇和乙酸生成的抑制。

结论：氧化应激引起了真菌基因表达的显著变化，但响应因培养氛围不同而有所差异。这可能是由于休克前真菌的代谢状态不同，正如在胞外酶、芳香族代谢产物和氧化还原活性图谱中所观察到的那样。令人惊讶的是，氧化休克导致少数热激蛋白下调，而小分泌蛋白则上调或下调，表明这些功能尚未知晓的多样化真菌蛋白可能兼具感知和调节作用。

论文解读：氧化应激对木材腐朽真菌碳代谢和基因表达的影响

**研究背景**
真菌在自然界中面临多种非生物和生物胁迫，其中氧化应激是常见胁迫之一。木材腐朽担子菌（Basidiomycota）如白腐菌和褐腐菌在枯木栖息地中常遇到低氧甚至缺氧条件，但对其氧化应激与大气条件交互作用的遗传响应机制尚不明确。Phlebia radiata是一种高效降解木质素的白腐菌，前期研究发现其在不同氧气