• 主题
高级搜索  >
历史搜索 清空历史
首页> 外文OA文献 >Talaromyces atroroseus:Genome sequencing, Monascus pigments and azaphilone gene cluster evolution
【2h】

Talaromyces atroroseus:Genome sequencing, Monascus pigments and azaphilone gene cluster evolution

机译： Talaromyces atroroseus ：基因组测序，红曲霉色素和azaphilone基因簇进化

页面导航
  • 摘要
  • 著录项
  • 相似文献
  • 相关主题

摘要

Monascus pigmenter har i Asien været brugt til farvning af fødevarer i århundreder. Industrielt producerede Monascus pigmenter er dog imidlertid ikke godkendt til brug i fødevarer i hverken EU eller USA. Dette skyldes til dels risikoen for at samproduktion af mykotoksinet citrinin når Monascus arter anvendes som produktionsorganismer.Alternative arter til produktion af Monascus pigmenter er tidligere blevet identificeret. Disse alternative produktionsorganismer tilhører den tidligere Penicillium underslægt Biverticillium, men er for nylig blevet taksonomisk omklassificeret til slægten Talaromyces. I denne Ph.d. afhandling bliver arten Talaromyces atroroseus karakteriseret og undersøgt for dens egnethed om Monascus pigment produktionsorganisme. Som led i dette er én T. atrorosues stamme blevet udvalgt til fuldgenom sekventering for at udforske det genetiske grundlag for Monascus pigment produktion i T. atroroseus.Talaromyces atroroseus beskrives som en ny art. Den adskiller sig fra andre Monascus pigment producerende Talaromyces arter på baggrund af fylogenetiske analyser af ITS, β-tubulin og RPB1. Derudover adskiller T. atroroseus sig fra Talaromyces purpurogenus ved ikke at producer kendte mykotoksiner så som rubratoksiner og rugulovasiner. At T. atroroseus ikke producer nogen kendte mykotoksiner gør arten til en attraktiv potential pigment producent set fra et industrielt perspektiv.Talaromyces atroroseus IBT11181 blev udvalgt som model til at studere sammensætningen af producerede pigmenter. Det viste sig at stammen producerer en bred vifte af røde Monascus pigmenter når den dyrkes under kontrollerede forhold i bioreaktorer. Et af de producerede pigmenter blev strukturopklaret. Det viste sig at være en variation af det kendte Talaromyces producerede Monascus pigment PP-V, men med glutamin bundet i azaphilone ringstrukturen.Talaromyces atroroseus IBT11181 blev fuldgenom sekventeret. Dette er det første Talaromyces genom af en egnet og effektiv producent af Monascus pigmenter. Genklustret ansvarlig for produktion af Monascus pigmenter blev identificeret, men viste sig overraskende at mangle selve polyketid syntasen (PKS). PKS’en fra mitorubrin klustret blev slået ud og det viste sig at denne PKS er ansvarlig for at producere den bicykliske kernestruktur i både Monascus pigmenterne og mitorubrinerne. Denne genetiske sammenfiltring af biosyntesen for to separate grupper af sekundære metabolitter, førende til tab af PKS’en fra det ene genkluster, er efter min viden en ny observation i svamperiget. Dette fund er med til at indikere at det genetiske maskineri, som danner grundlag for den store diversitet af naturprodukter fra svampe, er meget mere komplekst og at produkterne ikke kun er forbundet med generne indenfor de normale grænser af genklustrene.Analyse af genklustrene til produktion af Monascus pigmenter samt mitorubriner i Talaromyces, afslørede at fem gener har en homolog i det andet kluster. Fylogenetiske analyser af den evolutionære sammenhæng mellem disse homologe gen-par blev foretaget, inkluderende gener fra Monascus pigment genklustret i Monascus arter. Resultaterne viser at de to genklustrer stammer fra det samme azaphilone genkluster, som har undergået en duplikation i en fælles forfader til Talaromyces, Monascus og Aspergillus. Mitorubrin-klustret er sidenhen gået tabt i Monascus mens det har udviklet sig til azanigeron klustret i Aspergillus niger. I T. atroroseus er PKS’en fra Monascus pigment genklustret gået tabt. Dette er sandsynligvis sket som en konsekvens af redundansen i at have to store PKS gener der i sidste ende producerede identiske eller tæt på identiske azaphilone strukturer. Brugen af mitorubrin PKS’en i produktion af Monascus pigmenter har sandsynligvis givet svampen en selektiv fordel, og tabet af den oprindelige Monascus PKS er som resultat blevet fikseret i T. atroroseus.Under yderligere analyser af mitorubrin genklustret i T. atroroseus blev det opdaget at fuldgenom sekventerede Stachybotrys arter har et genkluster med høj homologi til mitorubrinklustret i Talaromyces arterne. Fylogenetiske analyser af mitorubrin-kluster generne grupperede flere af generne fra Stachybotrys arterne som søster-grupper til mitorubrin generne fra Talaromyces arterne. Disse Stachybotrys gener falder fylogenetisk indenfor gener fra andre Eurotiomycetes, selvom Stachybotrys tilhører fjernt beslægtede Sordariomycetes. De fylogenetiske træer for metabolit generne er således ikke i overensstemmelser med arts-fylogenien og de præsenterede analyser giver derfor stærke antydninger om at mitorubrin-klustret har været horisontalt overført fra en Talaromyces forfader til en Stachybotrys forfader. Udbredelsen af azaphilone genklustre på tværs i svampe riget er særdeles værdifuldt. Det giver mulighed for en dybere forståelse for den genetiske regulering af produktionen af disse pigmenter og derigennem danne grundlaget for etablering af sikre cellefabrikker til produktion af farvestoffer.
机译：红曲霉颜料在亚洲已用于食用色素数百年。但是，无论是欧盟还是美国，工业生产的红曲色素均未获准用于食品中。部分原因是当使用红曲霉菌种作为生产生物时，可能会产生霉菌毒素柑桔的共同产生的风险，以前已经确定了生产红曲霉色素的替代种。这些替代生产生物属于前青霉属Biverticillium属，但最近在分类学上已归类为Talaromyces属。在这个博士学位。论文中，对特罗勒菌Talaromyces atroroseus进行了表征，并研究了其对红曲霉色素生产生物的适用性。结果，选择了一种A. atrorosu菌株进行全序列测序，以探索在A. atroroseus中生产红曲霉色素的遗传基础，其中Talaromyces atroroseus被描述为一个新种。根据ITS，β-微管蛋白和RPB1的系统发育分析，它不同于其他产红曲霉色素的Talaromyces菌种。另外，T。atroroseus与Talaromyces purpurogenus的区别在于不产生已知的霉菌毒素，如rubrato毒素和rugulovasins。从工业角度看，A.roseroseus不产生任何已知的霉菌毒素使该物种成为有吸引力的潜在色素生产者，选择了Talaromyces atroroseus IBT11181作为模型来研究所产生的色素的组成。发现该菌株在生物反应器中在受控条件下生长时会产生多种红色的红曲霉色素。产生的一种颜料在结构上被清除。发现它是已知的Talaromyces生产的红曲霉色素PP-V的变体，但在氮杂苯甲酮环结构中结合了谷氨酰胺，对Talaromyces atroroseus IBT11181进行了完全测序。这是合适和有效的红曲霉色素生产商的第一个Talaromyces基因组。确定了负责红曲霉色素生产的基因簇，但出人意料地缺乏聚酮化合物合酶（PKS）本身。淘汰了线粒体簇中的PKS，发现该PKS负责在红曲霉色素和线粒体红素中产生双环核心结构。据我所知，这种对两个独立的次级代谢物组的生物合成的遗传纠缠导致一个基因簇中PKS的损失，这是真菌界的一项新发现。这一发现有助于表明，构成真菌天然产物多样性的基础的遗传机制要复杂得多，并且这些产物不仅与基因簇正常边界内的基因有关。红松色素和塔拉菌属中的线粒体红蛋白显示，五个基因在第二个簇中具有同源物。对这些同源基因对之间的进化联系进行了系统进化分析，包括聚集在红曲菌种中的红曲霉色素基因。结果表明，这两个基因簇起源于相同的氮杂磷酮基因簇，后者在Talaromyces，红曲霉和曲霉的共同祖先中经历了重复。此后，Mitorubrin簇在红曲霉中消失了，而后来演变成黑曲霉中的azanigeron簇。在T. atroroseus中，来自红曲霉色素基因簇的PAC已丢失。这可能是由于具有两个大的PKS基因的冗余而导致的，这些基因最终产生相同或接近的氮杂苯甲酮结构。在红曲霉色素的生产中使用线粒体红蛋白PKS可能赋予了真菌选择性的优势，因此原来的红曲霉PKS的损失已在A. atroroseus中得到了修复，在进一步分析A. atroroseus中的线粒体蛋白基因簇时，发现完全测序的水苏木属物种与塔拉木霉属物种中的米托比林簇具有高度同源的基因簇。对线粒体红蛋白簇基因的系统发生分析将数个水chy属物种与塔拉木霉菌的线粒体红蛋白基因配对为姐妹群。这些水生真菌的基因在系统发育上属于其他欧洲丝菌的基因，尽管水生真菌属于远缘相关的Sordariomycetes。因此，代谢物基因的系统树与物种系统发育不一致，因此，所提供的分析提供了强有力的证据，证明线粒体红素簇已从Talaromyces祖先水平转移到Stachybotry祖先。 azaphilone基因簇在整个蘑菇王国中的传播极为有价值。它允许对这些颜料生产的遗传调控有更深入的了解，从而为建立安全的染料生产细胞工厂奠定基础。

著录项

相似文献

  • 外文文献
  • 中文文献
  • 专利

客服邮箱：kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备：11010802029741号 ICP备案号：京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有

  • 客服微信

  • 服务号