《Journal of Fungi》：Huperzia serrata Thallus as a Host-Derived Elicitor Enhances Alkaloid and Terpenoid Biosynthesis in a Sporothrix Endophyte: Insights from Multi-Omics
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来自蛇足石杉（Huperzia serrata, H. serrata）的内生真菌是探索新型乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase, AChE）抑制剂的潜在来源。在本研究中，研究人员从野生蛇足石杉中分离出111株内生真菌菌株，其中18株的ACh
来自蛇足石杉（Huperzia serrata, H. serrata）的内生真菌是探索新型乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase, AChE）抑制剂的潜在来源。在本研究中，研究人员从野生蛇足石杉中分离出111株内生真菌菌株，其中18株的AChE抑制率超过90%。其中，一株Sporothrix内生真菌分离株（HS2-S-26）显示出98.37%的AChE抑制率，并能产生一系列AChE抑制剂，包括蝙蝠葛碱（dauricine）。比较经蛇足石杉叶状体（H. serrata thallus, HT）处理和未处理培养物的代谢组学和转录组学分析显示，HT诱导子重新编程了HS2-S-26的代谢，影响了6708个基因和49种次生代谢产物。生物碱和萜类是最大的两个类别，分别包含10种和11种化合物。差异代谢物和差异表达基因共同富集于59条KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）通路，这些通路与生物碱、萜类的生物合成和代谢以及酪氨酸代谢等相关。HT可能通过上调酪氨酸生物合成基因（AROF、TYR1、GOT2和ARO8）的表达来促进生物碱积累，并可能增强多巴胺的供应，从而可能促进蝙蝠葛碱的积累。同时，HT可能通过激活核心通路基因（MVAK2、GGPS1、FDFT1）和抑制分支通路基因（COQ2、WRBA）来促进萜类生物合成。通过多组学分析，该研究表明宿主叶状体是内生真菌次生代谢的有效诱导子，为宿主-内生真菌调控交互提供了见解。
内生真菌（endophytic fungi）是一类寄居于植物活体组织内而不引起明显病害的微生物，与宿主植物存在共生协同进化关系。许多内生真菌能够产生结构新颖、生物活性多样的次生代谢产物，如生物碱（alkaloids）、萜类（terpenoids）、黄酮类（flavonoids）和聚酮类（polyketides）等，在药物研发中具有重要应用潜力。蛇足石杉（Huperzia serrata, H. serrata）是中国传统药用蕨类植物，其产生的石杉碱甲（huperzine A, HupA）等乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase, AChE）抑制剂备受关注。然而，野生蛇足石杉生长缓慢、繁殖困难，且目标活性化合物含量极低，化学合成又存在步骤复杂、成本高、生物活性低等问题，因此从蛇足石杉内生真菌中发掘可产生目标活性化合物的菌株成为有前景的策略。尽管已分离到300余株蛇足石杉内生真菌，但其工业应用仍受限，部分菌株在离开宿主后因代谢不稳定而逐渐丧失目标代谢物合成能力，其分子机制尚不清楚。为此，研究人员假设宿主来源信号能够激活内生真菌中特定的生物合成基因网络，从而增强生物活性代谢物的产生。
本研究从野生蛇足石杉中分离内生真菌，筛选高AChE抑制活性菌株，并以蛇足石杉叶状体（H. serrata thallus, HT）作为宿主来源诱导子进行共发酵，结合转录组学（transcriptomics）和代谢组学（metabolomics）等多组学手段，解析HT诱导内生真菌代谢重编程的分子调控网络。研究结果表明，HT能够显著促进内生真菌HS2-S-26的次生代谢，上调酪氨酸生物合成通路和甲羟戊酸（mevalonate, MVA）通路关键基因，增强生物碱和萜类积累。该研究为宿主-内生真菌互作机制提供了多组学视角，也为利用宿主诱导子激活沉默基因簇、提高目标天然产物产量提供了理论依据。
在技术方法上，研究人员从福建南平采集野生蛇足石杉，采用组织分离法获得内生真菌，结合形态学与ITS/rpb2序列系统发育分析鉴定菌株。通过Ellman法筛选AChE抑制活性菌株，利用HPLC检测HupA和蝙蝠葛碱（dauricine）。以无菌新鲜HT研磨液作为诱导子，设置0、1、2、3 g/100 mL浓度处理，其中1 g/100 mL处理组（S1）效果最佳，并设对照组（S0）。对S1和S0的菌丝体进行UPLC-MS/MS非靶向代谢组学分析（采用主成分分析和正交偏最小二乘判别分析筛选差异代谢物）以及RNA-seq转录组学分析（Trinity组装、DESeq2筛选差异表达基因），整合KEGG富集分析与Pearson相关性分析构建代谢物-基因关联网络，并用qRT-PCR验证关键基因表达。菌株HS2-S-26保藏于江西师范大学（编号JXNU-HS2S26）。
研究结果如下：3.1 内生真菌的鉴定与系统发育分析：通过组织分离获得111株可培养内生真菌，基于形态学和ITS序列鉴定出3个门、29个属，其中子囊菌门（Ascomycota）为优势门，Colletotrichum和Podospora为优势属。菌株HS2-S-26基于rpb2基因系统发育分析归类于Sporothrix属，且与已知种的序列相似性约80%，可能代表一个新种。3.2 真菌提取物的AChE抑制活性与HupA检测：对65株代表性菌株进行AChE
