可变剪切（AS）可以介导多细胞真核生物中的一个前体mRNA产生多种成熟mRNA，从而增加基因表达的多样性，光介导的可变剪切在真菌环境感知和物质合成中的作用已被证实，但其具体机制仍不清晰。

近期，南京农业大学沈其荣院士团队在PNAS发表题为“Light controls gene functions through alternative splicing in fungi”的研究文章，该研究发现光照除直接调节转录本丰度外，还可以通过可变剪切调控真菌的生命活动过程。拜谱生物为该研究提供了磷酸化修饰蛋白组学检测分析服务。

南京农业大学沈其荣院士为论文共同通讯作者，青年研究员李逸凡博士为论文第一作者。

英文标题：Light controls gene functions through alternative splicing in fungi（Proceedings of the National Academy of Sciences IF：11.1）

中文标题：光照通过可变剪接在真菌中调控基因功能

客户单位：南京农业大学

研究材料：贵州木霉（Trichoderma guizhouense）

拜谱提供技术：磷酸化修饰蛋白组学

技术路线：

研究结果

一、光感受器MAPK HOG（Sak）通路在AS调控中发挥作用

转录组显示，ΔfphA、ΔsakA（A. nidulans）及Δblr1、Δenv1、Δhog1（T. guizhouense）均显著削弱光诱导的可变剪接（图1A-D）；黑暗中这些突变体对剪接位点的调控亦异于WT。公共数据分析表明，三种真菌的可变剪接事件随时间先升后降（图1E-F），且红蓝光对同源基因呈相反趋势；仅在A. nidulans与N. crassa间发现2个同源基因，提示可变剪接基因在种间差异显著。

图1 光信号对真菌中可变剪切的影响

二、蓝光暴露调节了T. guizhouense多种生物过程

长期蓝光诱导分生孢子形成和抗逆性等生理过程，转录组结果显示T. guizhouense更多可变剪接，受BLR1与HOG1调控，9个基因在长短暴露下共同响应。并且发现N. crassa EGT1同源蛋白OPB36482，BLR1介导的RI位点翻译终止（图2 A-C），表明蓝光-依赖BLR1抑制麦角硫因合成（图2 D）。

在蓝光暴露引起的AS过程中，Zn2Cys6基因OPB44844仅在T. guizhouense中表现蓝光增强的第二内含子保留，而Δblr1/Δhog1未变化，说明其是物种特异性和受蓝光受体调控的。

缺失该基因（Δcrg1）增加分生孢子，而过表达或内含子缺失株（crg1Δintron）抑制产孢，证实其蓝光-依赖抑制分生孢子，命名为crg1（分生孢子形成抑制基因1）。

图2 蓝光诱导的AS调控T.guizhouense中的麦角硫因生成

三、丝氨酸/苏氨酸激酶SRK1参与HOG1调节AS的光信号转导过程

转录组结果筛选到A.nidulans中srkA的同源物SKR1，其作为MAPK HOG1下游发挥作用，而同源物Skr1显著上调（图3 A），且Δhog1突变体黑暗中的Srk1表达也较低，该结果证实了SRK1表达受BLR1和HOG1调控。

构建Srk1突变体Δsrk1后，crg1、naxe和fgl1三种模式的蓝光诱导可变剪接均减弱（图3 C-D），证实HOG1→SRK1轴介导蓝光调控AS。

图3 蓝光通过MAPK HOG通路激活SRK1，影响T.guizhouense中可变剪切效率

IP-MS等实验结果表明，蓝光照射和黑暗环境下T.guizhouense的营养生长和分生孢子生成均受到抑制，且菌落半径缩小（图4 B-D）。SRP1在黑暗和蓝光照射下均位于核内，而SRK1在黑暗中则位于胞质中，且SRK1通过磷酸化进行光信号的转导。

磷酸化修饰蛋白组学结果显示，314T为SRK1的假定磷酸化位点，且在蓝光照射后磷酸化水平增加，而SRP1的磷酸化水平下降；质谱检测显示111S和113S为SRP1的假定磷酸化位点，且趋势与上述相符（图4 F）。然而，蓝光照射下未磷酸化的SRP1丰度并未增加，这表明蓝光通过调控SRK1和SRP1的蛋白表达丰度和磷酸化水平来调节AS效率（图4 G-H）。

图4 蓝光通过MAPK HOG途径诱导SRK1与SRP1在细胞核中相互作用

文章小结

本研究通过转录组学和公共RNA数据库分析，构建了突变体并采用磷酸化修饰蛋白组学等技术方法，揭示了蓝光如何调控T.guizhouense的生长生殖和代谢物合成过程，展现出真菌环境感知与响应的复杂关系，首次描述了从环境信号到剪接机制的MAPK HOG1-SRK1-SRP1通路光信号转导级联反应(图5)。

图5 MAPK HOG1-SRK1-SRP1通路光信号转导机制示意图

拜谱小结

本文采用多组学方法，通过构建突变体和湿实验组合，解释了蓝光如何调控T.guizhouense的生长发育和生殖，结果显示光信号通过SRK1,SRP1磷酸化进行传递。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供成熟的蛋白组学、修饰蛋白组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务。围绕磷酸化修饰，拜谱生物可提供丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）、酪氨酸（Tyr）磷酸化修饰组学检测分析服务，拜谱特色磷酸化修饰产品—超高深度DIA·磷酸化修饰蛋白组，采用独家创新富集技术，单针最高可实现动物样本10w+、植物样本5w+磷酸化修饰位点检出，可广泛应用于植物、动物研究，助力高分文章发表。欢迎致电咨询！

参考文献：

Li Y, Lu H, Guo D, et al. Light controls gene functions through alternative splicing in fungi. Proc Natl Acad Sci U S A. 2025;122(26):e2500966122. doi:10.1073/pnas.2500966122