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绿僵菌破坏素的生物合成和杀虫毒力研究

王兵;康前进;徐吉庆;卢玉珍;郑鹏;商艳芳;白林泉;王成树

  破坏素(Destruxin)是昆虫生防真菌绿僵菌产生的一类具有杀虫、抑制肿瘤细胞等活性的六元环脂肽次级代谢产物。虽然破坏素的发现已有半个世纪,但是其生物合成机制和途径、对绿僵菌侵染致病中的重要性一直不清楚。目前我们实验室完成了金龟子绿僵菌和蝗绿僵菌的全基因组测序,从中预测到25个非核糖体肽合成酶,同源重组敲除其中一个基因DTXS1,HPLC分析显示该基因缺失突变株不再产生任何破坏素,这表明破坏素是由非核糖体肽合成酶基因DTXS1合成的。序列分析显示,DTXS1有六个A-T-C模块,分别负责一个羟基羧酸和5个氨基酸加载、组装。系列敲除DTXS1两侧的基因,结合底物饲喂实验,证明一个细胞色素P450、醛酮还原酶和脱羧酶等三个基因是控制破坏素合成底物前体修饰、组分比例组成的关键基因,推测出破坏素的生物合成途径。用破坏素缺失绿僵菌突变株进行杀虫生物测定,结果显示基因缺失菌株杀虫毒力下降。本研究首次揭示了绿僵菌杀虫毒素破坏素的生物合成机制和途径,证实了破坏素是绿僵菌杀虫致病的毒力因子。……