对Zeb2相关网络的转录组解析揭示了NRPS15在禾谷镰刀菌玉米赤霉烯酮生物合成中的作用

真菌次级代谢产物（包括霉菌毒素）在真菌生物学中发挥重要作用，也是食品和饲料安全领域的重大隐患。玉米赤霉烯酮（ZEA）是一种由多种镰刀菌属物种产生的具有雌激素活性的聚酮类霉菌毒素，但调控其产生的遗传网络仍未得到充分阐明。本研究采用两种互补的转录组学方法，探究禾谷镰刀菌中与ZEA产生相关的基因。时间序列转录组分析揭示了在检测到ZEA积累之前发生的转录变化。时间聚类分析进一步发现，在诱导ZEA产生的培养过程中，初级代谢、转录调控、碳水化合物利用以及胁迫和转运相关通路均发生了协同变化。随后，对ZEB2缺失株和过表达株开展基因型转录组分析，鉴定出受Zeb2响应的基因。功能筛选发现，NRPS15是ZEA产生的重要贡献因子；该基因编码一种此前未获表征的非核糖体肽合成酶样蛋白，且位于ZEA生物合成基因簇附近。敲除NRPS15显著降低了ZEA产量以及PKS4、PKS13、ZEB1和ZEB2的表达。在缺失Zeb2的背景下，NRPS15的表达未能恢复ZEA产生。NRPS15直系同源基因在多种产ZEA的镰刀菌属物种中均保守存在，且在禾谷镰刀菌中敲除NRPS15显著降低了ZEA产量。这些发现拓展了ZEA产生的功能遗传背景，表明其调控范围并不局限于经典的四基因生物合成基因簇。

真菌次级代谢产物（包括真菌毒素）在真菌生物学中发挥着重要作用，也是食品和饲料安全领域的主要关注对象。玉米赤霉烯酮（ZEA）是一种具有雌激素活性的聚酮类真菌毒素，由多种……产生。

作者声明不存在利益冲突。

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关键词：玉米赤霉烯酮生物合成 · 禾谷镰刀菌 · NRPS15 · 转录组学 · 真菌次级代谢 · 基因调控网络

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.23.761285v1?rss=1