8月24日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院邊銀丙教授領(lǐng)銜的應(yīng)用真菌團(tuán)隊(duì)在中科院一區(qū)top期刊Journal of Hazardous Materials（2021 IF=14.224）上在線發(fā)表了題為“Molecular mechanism underlying cadmium tolerance differentiation in Lentinula edodes as revealed by mRNA and milRNA analyses”的研究論文，博士生沈楠和碩士生徐晨杰為論文共同第一作者，肖揚(yáng)副教授為通訊作者。該研究使用mRNA和milRNA聯(lián)合分析的方法解析了香菇鎘耐受性分化的分子機(jī)制，并驗(yàn)證了α淀粉酶基因LeAmy在增強(qiáng)香菇鎘耐受性中的作用，為選育適宜于重金屬修復(fù)的香菇優(yōu)良品種奠定了重要的理論基礎(chǔ)，這也是milRNA調(diào)控大型真菌鎘耐受性的首次報(bào)道。

生物重金屬耐受能力和生物修復(fù)能力具有重要的研究?jī)r(jià)值，香菇不同菌株間鎘耐受能力存在顯著差異。香菇對(duì)重金屬鎘耐受性分化研究對(duì)耐基質(zhì)鎘污染的優(yōu)良品種選育，以及利用香菇菌渣進(jìn)行環(huán)境鎘污染修復(fù)，都具有重要的科學(xué)意義。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)mRNA和milRNA聯(lián)合分析揭示了香菇鎘耐受性分化的分子機(jī)制，細(xì)胞壁重塑、轉(zhuǎn)運(yùn)、重金屬鰲合、脂質(zhì)和碳水化合物代謝、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、氧化還原穩(wěn)態(tài)、蛋白水解、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、DNA修復(fù)和細(xì)胞周期相關(guān)的基因及milRNA的差異表達(dá)調(diào)控導(dǎo)致了菌株間的鎘耐受性分化，進(jìn)一步建立了香菇鎘耐受性分化的分子機(jī)制模型。研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)遺傳轉(zhuǎn)化驗(yàn)證了重要候選基因LeAmy的生物學(xué)功能。過(guò)表達(dá)LeAmy基因，鎘敏感菌株YS45的鎘耐受能力顯著提升，且在鎘處理?xiàng)l件下產(chǎn)生的蛋白聚集體明顯減少，而脂滴數(shù)量增加。結(jié)果表明LeAmy基因可增強(qiáng)香菇鎘耐受能力，碳水化合物及脂質(zhì)代謝、蛋白水解等生物學(xué)過(guò)程可影響香菇鎘耐受能力。

本研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和湖北省食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目的資助。通訊作者肖揚(yáng)副教授擔(dān)任中國(guó)菌物學(xué)會(huì)食用菌專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員，一直從事香菇等食用菌的遺傳研究，近年來(lái)在Journal of Advanced Research（2021 IF=12.822），Journal of Hazardous Materials（2022 IF=14.224），Computational and Structural Biotechnology Journal (2020IF=7.271)，Journal of Fungi (2020IF=5.816)，Scientia Horticulturae (2021 IF=4.342)等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表了一系列高水平研究論文，研究成果受到國(guó)外同行高度關(guān)注。

圖1 香菇鎘耐受性分化的分子機(jī)制模型

圖2 LeAmy基因提高香菇鎘耐受能力

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030438942201634X