MeJA诱导双孢蘑菇中麦角甾醇积累的机制研究

Agaricus bisporus is the most widely cultivated, most productive, most commonly consumed edible mushroom. Ergosterol is the representative functional constituent and provitamin D but low level in Agaricus bisporus, and limited information is available on improving ergosterol content in Agaricus bisporus. In our previous study, we have found that methyl jasmonate （MeJA) treatment can significantly increased the content of ergosterol in Agaricus bisporus, but the molecular mechanism underlying this remains unclear. This project is proposed based on this scientific problems and arranged accodding to the research strategy of "MeJA treatment → inducing gene expression → regulating protein expression → related enzymes activities → promoting the accumulation of ergosterol". The effect of MeJA treatment on the dynamic changes of ergosterol level in Agaricus bisporus will be researched, and the the transcriptional level, protein expression levels and synthetase activity will be investigated using transcriptomics, proteomics, and enzymology. The aims of this project are to illuminate the targeting sites clearly MeJA regulating ergosterol synthesis and revealing the molecular mechanisms of MeJA inducing Agaricus ergosterol accumulation in Agaricus bisporus. These findings will contribute to a theoretical basis and technical strategies for the procution of Agaricus bisporus of high ergosterol quality.

双孢蘑菇是世界上栽培最广、产量最多、消费最普遍的一种食用菌，麦角甾醇作为双孢蘑菇中代表性的功能活性物质和维生素D原，其含量较低且国内外关于如何提高双孢蘑菇中麦角甾醇含量的研究未见报道，我们前期研究发现，茉莉酸甲酯（MeJA）处理能够显著增加双孢蘑菇中麦角甾醇的含量，但其诱导的分子机制仍不明确。本研究基于这一关键科学问题，按照“MeJA处理→诱导基因表达→调控蛋白表达→影响相关酶活→促进麦角甾醇积累”研究思路，分析MeJA处理对双孢蘑菇中麦角甾醇代谢规律的影响，并利用转录组学、蛋白组学、酶学等方法探讨MeJA处理在转录水平和蛋白表达水平以及合成酶活性水平三个阶段对双孢蘑菇中麦角甾醇合成的调控作用，明确MeJA调控双孢蘑菇中麦角甾醇合成的靶向作用，揭示MeJA诱导双孢蘑菇中麦角甾醇积累的分子机制，为生产高麦角甾醇含量的优质双孢蘑菇提供理论基础和科技支撑。

双孢蘑菇是世界上栽培最广、产量最多、消费最普遍的一种食用菌，麦角甾醇作为双孢蘑菇中代表性的功能活性物质和维生素D原，具有多种生物活性和健康作用。本项目利用茉莉酸甲酯（MeJA）处理诱导双孢蘑菇中麦角甾醇的积累，按照“MeJA处理→诱导基因表达→调控蛋白表达→影响相关酶活→促进麦角甾醇积累”研究思路，通过代谢组学、转录组学、蛋白组学、酶学等方法，阐明MeJA处理对双孢蘑菇中麦角甾醇合成的调控作用，为生产高麦角甾醇含量的优质双孢蘑菇提供理论基础和科技支撑。. （1）研究了MeJA处理对采后双孢蘑菇贮藏品质的影响，证明了MeJA处理能够促进麦角甾醇含量的积累，并通过调节细胞色素P450氧化酶含量促进双孢蘑菇的生长。同时，MeJA处理降低了双孢蘑菇褐变和失重率的增加，延缓了硬度值和弹性值的降低，维持了其紧密的微观组织结构。. （2）利用代谢组学和蛋白质组学研究了MeJA处理调控双孢蘑菇麦角甾醇合成的机制，证明了MeJA处理通过参与双孢蘑菇中氨基酸代谢通路调控苯丙氨酸、异亮氨酸、色氨酸和亮氨酸等代谢产物合成，促进麦角甾醇合成关键酶活性，以提高麦角甾醇含量，同时，MeJA处理显著提高双孢蘑菇中抗氧化酶系和生长素关键酶系的活性，在代谢和蛋白水平上解释了MeJA促进双孢蘑菇个体生长的机制。. （3）利用转录组学研究了MeJA调控双孢蘑菇麦角甾醇合成的机制，证明了MeJA处理能够显著调控蔗糖、色氨酸、苯丙氨酸、苹果酸、延胡索酸、顺式乌头酸和谷氨酰胺等代谢物的差异表达，提高己糖激酶、G-6-PDH活性，降低柠檬酸合酶和β-葡糖苷酶活性，达到减缓能量代谢速率、为双孢蘑菇在贮藏期间持续供能的目的，从而促进了麦角甾醇的积累。. 研究证明，MeJA处理通过参与氨基酸代谢途径和能量代谢途径，调控氨基酸代谢和TCA代谢途径，诱导了双孢蘑菇机体中麦角甾醇的合成，提升延缓了双孢蘑菇组织结构和品质的劣变。