Hệ gen so sánh của nấm Aspergilus flavus mang độc tố, biểu thị sự đa dạng của mycotoxin và tính thích ứng của cây điều sau thu hoạng ở ven biển Kenya
Hệ gen so sánh của nấm Aspergilus flavus mang độc tố, biểu thị sự đa dạng của mycotoxin và tính thích ứng của cây điều sau thu hoạng ở ven biển Kenya
Nguồn: Kyalo Katua, George Lazaro Kitundu, Pauline Wambui Gachanja, Colletah Rhoda Musangi, Bicko Steve Juma, Dennis Wamalabe Mukhebi, Cromwell Mwiti Kibiti, Sauda Swaleh, Wilton Mwema Mbinda. 2025. Comparative genomics of aflatoxigenic A. flavus reveals mycotoxin diversity and postharvest adaptation in cashew nuts from coastal Kenya. Sci Rep.; 2025 Nov 27; 15(1):42332. doi: 10.1038/s41598-025-26433-y.
Điều là loài cây trồng có giá trị kinh tế chủ lực của vùng duyên hải Kenya, sản lượng điều hiện đang đối mặt với nhiều thách thức trong giai đoạn sau thu hoạch bởi tạp nhiễm của nấm có độc tố, đặc biệt là Aspergillus flavus và Aspergillus aculeatus. Loài nấm này sản sinh ra những mycotoxins (độc tố), bao gồm aflatoxins, potent carcinogenic (chất gây ung thư) và mutagenic compounds (những hợp chất gây đột biến) làm nghiêm trọng hơn an toàn thực phẩm và sức khỏe của người tiêu dùng. Bất chấp lo ngại ngày càng tăng, người ta tiến hành nghiên cứu kiến trúc di truyền, khả năng biến dưỡng, và sự thích ứng với môi trường của các loài nấm độc tại vùng trồng điều. Họ tìm hiểu tính đa dạng di truyền, chùm gen mã hóa protein “aflatoxin” (BGCs), phổ biểu hiện cơ chất thứ cấp (secondary metabolite), và carbohydrate-active enzyme (CAZyme) của nhiều mẫu phân lập của nấm A. flavus mang độc tính cao với nấm A. aculeatus không mang độc tính trên hạt điều thu thập ở Kilifi, Kwale, và Lamu. Có 18 mẫu phân lập (fungal isolates) (16 A. flavus, 2 A. aculeatus) dược nuôi cấy và chạy trình tự toàn bộ hệ gen (whole-genome sequencing) theo Illumina platform. Tìm kiếm alen trong hệ gen, rồi phân tích so sánh theo OrthoFinder, antiSMASH, và dbCAN. Phân tích gia hệ cho thấy có 5 clades khác biệt nhau trong mẫu phân lập nấm A. flavus, như vậy, có đa dạng bên trong loài và có khả năng thích nghi với vùng canh tác, trong khi đó, nấm A. aculeatus hình thành nên một clade đơn độc có tính chất “monophyletic”. Kết quả phân tích so sánh aflatoxin BGCs của nấm A. flavus cho thấy sự thay đổi cấu trúc đáng lưu ý, đó là mất đoạn gen (aflT, omtA), chèn đoạn, và tái sắp xếp, với sự bảo tồn đối với các gen chủ yếu (core genes) như ordB, moxY, avfA, và adhA; tuy nhiên, gen điều tiết aflR không được bảo tồn trong tất cả mẫu phân lập. Tất cả 2 mẫu A. aculeatus đều thiếu gen sinh tổng hợp ra aflatoxin, cho thấy chúng không phải là “aflatoxigenic”. Cả hai loài nấm này đều mang SMBGCs rất đa dạng, bao gồm PKS, NRPS, và chùm tập họp những chủng nòi chuyên tính (strain-specific clusters) như YWA1, fusarin, và aspergillic acid, cho thấy khả năng đồng sản xuất các hợp chất mang tính chất “multiple bioactive” (đa sinh học). Phổ biểu hiện CAZyme cho thấy glycoside hydrolases có rất nhiều và những enzyme hoạt tính phụ trợ kèm theo, nhấn mạnh tính thích nghi với cơ chất hạt điều giàu pectin. Cho dù k1ich cỡ hệ gen tương đồng và hàm lượng CG tương đồng, nhưng có khác biệt về tính chuyên tính của loài về biến dưỡng carbohydrate và chu trình của chất biến dưỡng thứ cấp, cho thấy rằng có sự co dãn mang tính chất môi trường (ecological plasticity). Kết quả minh chứng rằng quần thể nấm A. flavus và A. aculeatus ở vùng duyên hải Kenya có di truyền đa dạng, trao đổi chất linh hoạt, và được hình thành bởi áp lực của môi trường và áp lực của xã hội con người (anthropogenic pressures). Kết quả là luận điểm khoa học cần thiết để đánh giá rủi ro của aflatoxin chuyên tính và nhấn mạnh sự cần thiết phải sàng lọc cẩn thận chủng nòi nấm không độc trong ứng dụng sinh học, cũng như khai thác lâu dài chức năng của chức năng BGCs và CAZyme trong công nghệ sau thu hoạch.
Comments
Post a Comment