桑黄孢菌（Sanghuangporus vaninii）与其内生真菌茄镰刀菌（Fusarium solani）之间的相互作用会重新调控宿主的次级代谢过程，从而增加生物活性代谢产物的生成

《Microbial Cell Factories》：Fungal-fungal interaction between Sanghuangporus vaninii and its endophytic Fusarium solani rewires host secondary metabolism to boost bioactive metabolite production

　　

摘要

背景

药用蘑菇 Sanghuangporus vaninii 能产生多种具有生物活性的化合物，但在人工培养条件下产量较低。虽然与微生物共培养可以促进这些化合物的生成，但与其宿主共同进化的本土内生真菌的调控潜力仍大多未被探索。在本研究中，我们首次报道了 S. vaninii 与其内生真菌 Fusarium solani MF20 之间的共培养系统，以增强药用代谢产物的产量并阐明其作用机制。

结果

与 F. solani MF20 共培养显著提高了 S. vaninii 中总黄酮类化合物（9.38倍）、萜类化合物（3.18倍）和粗多糖（4.87倍）的产量。综合组学分析表明，这种内生真菌相互作用引发了宿主的整体代谢变化。早期信号事件，如受控制的氧化应激反应、Ca²⁺ 流入、细胞外 ATP 积累以及膜通透性的增强，导致细胞资源从初级生长转向化学防御。关键的生物合成途径（如萜类化合物骨架和黄酮类化合物的合成）在转录水平上得到上调，这一点通过大量生物活性化合物（包括三萜类化合物 pachymic acid 和复杂的修饰黄酮类化合物）的积累得到了直接证实。中心碳代谢途径也发生了改变，戊糖磷酸途径的激活可能为生物合成提供了 NADPH。

结论

本研究表明，本土内生真菌可作为强大的生物诱导因子，释放其药用真菌宿主的代谢潜力。共培养策略激活了由应激介导的防御反应，重新编程了初级和次级代谢，从而过量产生了具有药用价值的化合物。除了揭示真菌间的共生相互作用外，本研究还验证了内生真菌-宿主共培养作为一种有效且可持续的生物工艺技术，可用于提高药用真菌资源中高价值代谢产物的产量。

图形摘要