禾谷镰刀菌GPCR FfGpr1-Gα-AC信号转导通路解析及其对赤霉素生物合成的调控机制

来自国内的研究团队针对禾谷镰刀菌(Fusarium fujikuroi)中G蛋白偶联受体(GPCR) FfGpr1介导的cAMP信号通路如何调控赤霉素(GA)合成这一科学问题，通过构建Ffgpr1缺失突变体和组成型激活突变体FfG2Q204 L，揭示了葡萄糖诱导的cAMP合成依赖FfGpr1，并发现该通路通过差异调控GA合成基因簇(FfCPS/KS、FfP450-2/3、FfDES)的表达显著影响GA3产量，为真菌次级代谢调控提供了新见解。

　　

这项研究深入解析了禾谷镰刀菌(Fusarium fujikuroi)中G蛋白偶联受体(GPCR) FfGpr1与Gα亚基FfG2组成的信号转导网络。通过双分子荧光互补技术(BiFC)首次捕捉到FfGpr1-FfG2和FfG2-腺苷酸环化酶(AC)在细胞膜上的动态互作，特别在隔膜部位呈现更强的荧光共定位。基因编辑实验显示，缺失Ffgpr1会完全阻断葡萄糖诱导的cAMP合成，而组成型激活突变体FfG2^{Q204 L}则显著增强该通路活性。

在赤霉素代谢调控方面，研究团队观察到有趣的双向调节现象：Ffgpr1缺失突变体使GA₃产量降低21%，但意外激活了赤霉素合成基因簇中FfCPS/KS、FfP450-2和FfP450-3基因(6-8倍上调)；反之，FfG2^{Q204 L}突变体使GA₃增产17%并特异性诱导FfCPS/KS基因6倍高表达。特别引人注目的是，当在Ffgpr1Δ中过表达FfDES基因时，不仅能恢复GA₃产量，还导致GA₇异常积累，同时抑制了FfP450-3的上调，揭示出复杂的代谢反馈调控机制。

这些发现不仅阐明FfGpr1-Gα-AC信号级联反应在真菌次级代谢中的核心地位，更为理解赤霉素生物合成的精细调控网络提供了分子基础，对开发新型农业生物制剂具有重要指导价值。