Published January 10, 2023 | Version v1
Publication Open

Role of the blue light receptor gene Icwc-1 in mycelium growth and fruiting body formation of Isaria cicadae

Creators

  • 1. Shanxi Agricultural University
  • 2. China National Rice Research Institute
  • 3. Zhejiang University
  • 4. Amity University
  • 5. Institute of Microbial Technology
  • 6. Beijing Forestry University
  • 7. ZheJiang Academy of Agricultural Sciences
  • 8. Institute of Plant Protection

Description

The Isaria cicadae, is well known highly prized medicinal mushroom with great demand in food and pharmaceutical industry. Due to its economic value and therapeutic uses, natural sources of wild I. cicadae are over-exploited and reducing continuously. Therefore, commercial cultivation in controlled environment is an utmost requirement to fulfill the consumer's demand. Due to the lack of knowledge on fruiting body (synnemata) development and regulation, commercial cultivation is currently in a difficult situation. In the growth cycle of macrofungi, such as mushrooms, light is the main factor affecting growth and development, but so far, specific effects of light on the growth and development of I. cicadae is unknown. In this study, we identified a blue light receptor white-collar-1 (Icwc-1) gene homologue with well-defined functions in morphological development in I. cicadae based on gene knockout technology and transcriptomic analysis. It was found that the Icwc-1 gene significantly affected hyphal growth and fruiting body development. This study confirms that Icwc-1 acts as an upstream regulatory gene that regulates genes associated with fruiting body formation, pigment-forming genes, and related genes for enzyme synthesis. Transcriptome data analysis also found that Icwc-1 affects many important metabolic pathways of I. cicadae, i.e., amino acid metabolism and fatty acid metabolism. The above findings will not only provide a comprehensive understanding about the molecular mechanism of light regulation in I. cicadae, but also provide new insights for future breeding program and improving this functional food production.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

زيز إيزاريا، هو فطر طبي معروف ذو قيمة عالية مع طلب كبير في صناعة الأغذية والأدوية. نظرًا لقيمتها الاقتصادية واستخداماتها العلاجية، يتم استغلال المصادر الطبيعية للزيز البري بشكل مفرط ويتناقص باستمرار. لذلك، فإن الزراعة التجارية في بيئة خاضعة للرقابة هي مطلب أساسي لتلبية طلب المستهلك. نظرًا لنقص المعرفة حول تطوير وتنظيم الجسم المثمر (synnemata)، فإن الزراعة التجارية حاليًا في وضع صعب. في دورة نمو الفطريات الكبيرة، مثل الفطر، يكون الضوء هو العامل الرئيسي الذي يؤثر على النمو والتطور، ولكن حتى الآن، فإن التأثيرات المحددة للضوء على نمو وتطور طفيليات الزيز غير معروفة. في هذه الدراسة، حددنا تجانسًا جينيًا لمستقبل الضوء الأزرق ذو الياقات البيضاء -1 (Icwc -1) مع وظائف محددة جيدًا في التطور المورفولوجي في I. cicadae بناءً على تقنية الضربة القاضية الجينية والتحليل النسخي. وجد أن جين Icwc -1 أثر بشكل كبير على نمو الخيط وتطور الجسم المثمر. تؤكد هذه الدراسة أن Icwc -1 يعمل كجين تنظيمي أولي ينظم الجينات المرتبطة بتكوين الجسم المثمر، والجينات المكونة للصباغ، والجينات ذات الصلة لتخليق الإنزيم. وجد تحليل بيانات Transcriptome أيضًا أن Icwc -1 يؤثر على العديد من المسارات الأيضية المهمة لـ I. cicadae، أي استقلاب الأحماض الأمينية واستقلاب الأحماض الدهنية. لن توفر النتائج المذكورة أعلاه فقط فهمًا شاملاً حول الآلية الجزيئية لتنظيم الضوء في I. cicadae، ولكنها ستوفر أيضًا رؤى جديدة لبرنامج التكاثر المستقبلي وتحسين هذا الإنتاج الغذائي الوظيفي.

Translated Description (French)

L'Isaria cicadae est un champignon médicinal très prisé et très demandé dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique. En raison de sa valeur économique et de ses utilisations thérapeutiques, les sources naturelles d'I. cicadae sauvages sont surexploitées et diminuent continuellement. Par conséquent, la culture commerciale en environnement contrôlé est une exigence absolue pour répondre à la demande du consommateur. En raison du manque de connaissances sur le développement et la réglementation des corps fructifères (synnemata), la culture commerciale est actuellement dans une situation difficile. Dans le cycle de croissance des macrofongi, tels que les champignons, la lumière est le principal facteur affectant la croissance et le développement, mais jusqu'à présent, les effets spécifiques de la lumière sur la croissance et le développement de I. cicadae sont inconnus. Dans cette étude, nous avons identifié un homologue du gène du récepteur de lumière bleue col blanc-1 (Icwc-1) avec des fonctions bien définies dans le développement morphologique chez I. cicadae basé sur la technologie d'inactivation génique et l'analyse transcriptomique. Il a été constaté que le gène Icwc-1 affectait de manière significative la croissance des hyphes et le développement du corps fructifère. Cette étude confirme que Icwc-1 agit comme un gène régulateur en amont qui régule les gènes associés à la formation du corps fructifère, les gènes formant des pigments et les gènes apparentés pour la synthèse enzymatique. L'analyse des données du transcriptome a également révélé que l'Icwc-1 affecte de nombreuses voies métaboliques importantes d'I. cicadae, c'est-à-dire le métabolisme des acides aminés et le métabolisme des acides gras. Les résultats ci-dessus fourniront non seulement une compréhension complète du mécanisme moléculaire de la régulation de la lumière chez I. cicadae, mais fourniront également de nouvelles informations pour le futur programme de sélection et l'amélioration de cette production d'aliments fonctionnels.

Translated Description (Spanish)

La Isaria cicadae, es un hongo medicinal muy apreciado y con gran demanda en la industria alimentaria y farmacéutica. Debido a su valor económico y usos terapéuticos, las fuentes naturales de I. cicadae silvestre están sobreexplotadas y reduciéndose continuamente. Por lo tanto, el cultivo comercial en ambiente controlado es un requisito supremo para satisfacer la demanda del consumidor. Debido a la falta de conocimiento sobre el desarrollo y la regulación del cuerpo fructífero (synnemata), el cultivo comercial se encuentra actualmente en una situación difícil. En el ciclo de crecimiento de los macrohongos, como los hongos, la luz es el principal factor que afecta el crecimiento y el desarrollo, pero hasta ahora, se desconocen los efectos específicos de la luz sobre el crecimiento y el desarrollo de I. cicadae. En este estudio, identificamos un homólogo del gen del receptor de luz azul de cuello blanco-1 (Icwc-1) con funciones bien definidas en el desarrollo morfológico en I. cicadae basado en la tecnología de inactivación génica y el análisis transcriptómico. Se descubrió que el gen Icwc-1 afectaba significativamente el crecimiento de las hifas y el desarrollo del cuerpo fructífero. Este estudio confirma que Icwc-1 actúa como un gen regulador aguas arriba que regula los genes asociados con la formación de cuerpos fructíferos, genes formadores de pigmentos y genes relacionados para la síntesis enzimática. El análisis de los datos del transcriptoma también encontró que Icwc-1 afecta muchas vías metabólicas importantes de I. cicadae, es decir, el metabolismo de los aminoácidos y el metabolismo de los ácidos grasos. Los hallazgos anteriores no solo proporcionarán una comprensión integral sobre el mecanismo molecular de la regulación de la luz en I. cicadae, sino que también proporcionarán nuevos conocimientos para el futuro programa de mejoramiento y la mejora de esta producción funcional de alimentos.

Files

pdf.pdf

Files (2.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a36a3657c439d0836d61cf60126f7f5c
2.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دور الجين المستقبل للضوء الأزرق Icwc -1 في نمو الغزل الفطري وتكوين الجسم المثمر لـ Isaria cicadae
Translated title (French)
Rôle du gène récepteur de lumière bleue Icwc-1 dans la croissance du mycélium et la formation du corps fructifère d'Isaria cicadae
Translated title (Spanish)
Papel del gen receptor de luz azul Icwc-1 en el crecimiento del micelio y la formación del cuerpo fructífero de Isaria cicadae

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4315474346
DOI
10.3389/fmicb.2022.1038034

Is supplement to
https://openalex.org/W3170769009 (Other)
https://openalex.org/W2387210553 (Other)
https://openalex.org/W2378916898 (Other)
https://openalex.org/W2378086923 (Other)
https://openalex.org/W2354367823 (Other)
https://openalex.org/W2351697482 (Other)
https://openalex.org/W2258423607 (Other)
https://openalex.org/W2175406349 (Other)
https://openalex.org/W1979017309 (Other)
https://openalex.org/W154710432 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W143764508
  • https://openalex.org/W1536983509
  • https://openalex.org/W1551550807
  • https://openalex.org/W1672151631
  • https://openalex.org/W1912197116
  • https://openalex.org/W1938406104
  • https://openalex.org/W1980299910
  • https://openalex.org/W1995992618
  • https://openalex.org/W2000295702
  • https://openalex.org/W2006030584
  • https://openalex.org/W2006568893
  • https://openalex.org/W2010539762
  • https://openalex.org/W2025816374
  • https://openalex.org/W2033559118
  • https://openalex.org/W2035455556
  • https://openalex.org/W2035618305
  • https://openalex.org/W2045317069
  • https://openalex.org/W2049195998
  • https://openalex.org/W2050775980
  • https://openalex.org/W2055292739
  • https://openalex.org/W2061836847
  • https://openalex.org/W2087249701
  • https://openalex.org/W2087809601
  • https://openalex.org/W2091010896
  • https://openalex.org/W2097242296
  • https://openalex.org/W2126419817
  • https://openalex.org/W2131271579
  • https://openalex.org/W2140872319
  • https://openalex.org/W2145757787
  • https://openalex.org/W2151097760
  • https://openalex.org/W2159113181
  • https://openalex.org/W2164883482
  • https://openalex.org/W2168017728
  • https://openalex.org/W2170551349
  • https://openalex.org/W2208127608
  • https://openalex.org/W2248728507
  • https://openalex.org/W2301579121
  • https://openalex.org/W2311203695
  • https://openalex.org/W2312846121
  • https://openalex.org/W2326999355
  • https://openalex.org/W2393314720
  • https://openalex.org/W2503160131
  • https://openalex.org/W2615273296
  • https://openalex.org/W2618146078
  • https://openalex.org/W2761762225
  • https://openalex.org/W2902803258
  • https://openalex.org/W2905549391
  • https://openalex.org/W2906058844
  • https://openalex.org/W2938586145
  • https://openalex.org/W2971355441
  • https://openalex.org/W2979572400
  • https://openalex.org/W2992532223
  • https://openalex.org/W2999385378
  • https://openalex.org/W3004111306
  • https://openalex.org/W3010395642
  • https://openalex.org/W3119227315
  • https://openalex.org/W3203343200
  • https://openalex.org/W4210895859
  • https://openalex.org/W4213379999
  • https://openalex.org/W4221050388
  • https://openalex.org/W4221128979