近日，微生物權(quán)威期刊mBio在線(xiàn)發(fā)表了生科院趙明文團(tuán)隊(duì)最新研究成果，題為“GlSlt2 positively regulates GlMyb-mediated cellulose utilization in Ganoderma lucidum”。該研究揭示了靈芝絲裂原活化蛋白激酶GlSlt2通過(guò)磷酸化修飾轉(zhuǎn)錄因子GlMyb促進(jìn)靈芝纖維素利用的機(jī)制。

纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，也是全球最豐富的可再生碳水化合物。由于其獨(dú)特的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是“鎖起來(lái)的能量庫(kù)”“難啃的硬骨頭”。食用菌生產(chǎn)可將農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便和園林廢棄枝條等轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)蛋白與健康食品，直接“變草為寶、點(diǎn)糞成金”。

靈芝作為基因組中水解酶數(shù)量最多的食用菌之一，通過(guò)產(chǎn)生大量的纖維素酶來(lái)降解纖維素。最新研究證實(shí)，靈芝纖維素酶可把玉米秸稈、玉米芯等農(nóng)業(yè)廢棄纖維素轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)含量為15 %–21 %的“菌體蛋白”。這相當(dāng)于把“柴火”變成“瘦肉”，為國(guó)家大食物安全提供不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地的新蛋白來(lái)源。但靈芝如何利用纖維素的作用機(jī)制仍不清晰。

在本項(xiàng)研究中探究了絲裂原活化蛋白激酶GlSlt2調(diào)控靈芝利用纖維素的作用機(jī)制，通過(guò)酵母雙雜交篩庫(kù)、雙分子熒光互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)和免疫沉淀實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，GlSlt2能夠與R2R3型Myb轉(zhuǎn)錄因子相互作用，并且GlSlt2磷酸化修飾GlMyb的第245位絲氨酸。進(jìn)一步通過(guò)酵母單雜交實(shí)驗(yàn)、EMSA和ChIP-qPCR證明GlMyb的245位絲氨酸磷酸化促進(jìn)其與多個(gè)纖維素酶相關(guān)基因啟動(dòng)子的結(jié)合（纖維二糖水解酶CBH1和CBH3、內(nèi)切葡聚糖酶EG1、EG3和EG5），并促進(jìn)纖維素酶基因表達(dá)。本研究揭示了靈芝纖維素利用的作用機(jī)制，這些見(jiàn)解為生物質(zhì)轉(zhuǎn)化和生物圈碳循環(huán)奠定了基礎(chǔ)。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)為論文的第一署名單位，在讀博士生王子為論文的第一作者，課題組趙明文教授和劉銳副教授為論文的共同通訊作者。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)師亮副教授，任昂副教授和朱靜副教授為本研究提供幫助，學(xué)生李燁凡、仇昊、李周育、紀(jì)天宇參與了本項(xiàng)工作。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，中國(guó)科協(xié)青年托舉人才項(xiàng)目，國(guó)家食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目和中央高?；緲I(yè)務(wù)費(fèi)等基金的資助。