斑玉蕈出菇产量与胞内外碳代谢的相关性分析

本研究收集了19株不同来源的斑玉蕈品种,通过ITS测序构建其系统发育树,随后根据菌株在木屑培养基与葡萄糖培养基的生长速度对菌株进行分类,选取生长速度差异明显的快、中和慢8株斑玉蕈菌株进行出菇实验及胞内外碳代谢指标的测定,探讨斑玉蕈生产性能与胞内外碳代谢的相关性。研究发现收集到的19株菌株均为斑玉蕈,亲缘关系近,遗传分化程度低;选取出的8株斑玉蕈菌株鲜菇产量与菌丝生长速度呈极显著正相关,菌丝生长越快,出菇产量越高。同时,斑玉蕈菌株鲜菇产量与菌丝湿重、还原糖、可溶性蛋白、滤纸酶(FPase)、CMC-Na酶(CMCase)、木聚糖酶和淀粉酶7个胞外碳代谢指标(ECMI)及胞内葡萄糖、己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(Pyk)、柠檬酸合酶(CS)、α-酮戊二酸脱氢酶(KGDH)和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD) 6个胞内碳代谢指标(ICMI)呈显著正相关。说明菌丝生长速度快的斑玉蕈品种,胞外基质分解速度更快,提高可吸收碳源的供应,胞内加强对碳的吸收与同化,为菌丝的增殖提供更多原料与能量。本研究分析了斑玉蕈生产性能与胞内外碳代谢的相关性,为斑玉蕈优良品种的鉴别与选育奠定基础。     

信息素信号通路基因在斑玉蕈生长发育过程中的差异表达

为了更清楚地了解斑玉蕈菌丝成熟、原基形成和子实体发育的过程,本研究对不同菌丝培养时期的栽培瓶进行出菇实验,并对其不同培养时期和生长发育关键时期的信息素通路基因进行差异表达分析,以期揭示信息素信号通路基因参与调节斑玉蕈菌丝的生长、子实体形成和发育的作用。研究结果表明：斑玉蕈菌丝培养40-80d过程中,子实体产量呈上升的趋势,说明菌丝的成熟程度对产量会产生重要影响。对斑玉蕈基因组中的信息素信号通路基因进行分析鉴定共获得了8个关键基因。信息素通路基因差异表达分析表明：在菌丝培养40-80d过程中,大部分信息素信号通路基因在第60天时表达量最高,其中ste20、cdc24和ste12上调了4-20倍,而在第80天出现下降。从菌丝恢复到扭结形成原基和子实体发育的过程中,大多数基因在原基时期表达量最高,其中ste20、cdc24、ste11和ste12表达量上调最为显著,在子实体成熟期这些基因表达量下降。因此,这说明在菌丝营养生长过程中,在第60天菌丝细胞增殖生长最为旺盛,而在第80天菌丝细胞基本停止生长,菌丝也逐渐达到成熟。同时,在菌丝生殖生长过程中,斑玉蕈持续地上调信息素通路基因表达使菌丝细胞不断地分裂增殖,从而使新生的菌丝扭结形成原基,其中ste3、ste20、cdc24、ste11和ste12基因可能对斑玉蕈菌丝细胞的分裂增殖和诱导子实体形成起到关键的作用。     

农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化

【目的】将农杆菌介导的转化应用于重要的工厂化栽培食用菌斑玉蕈中,建立稳定的农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化技术。【方法】将构建的双元载体pYN6982转入农杆菌LBA4404菌株中,以斑玉蕈SIEF3133菌株打碎的双核菌丝为受体材料,利用根癌农杆菌介导的转化方法进行斑玉蕈转化试验。【结果】经潮霉素抗性筛选、PCR鉴定以及有丝分裂稳定性试验验证,表明潮霉素磷酸转移酶基因(hph)已经整合到斑玉蕈的基因组中;转基因斑玉蕈菌丝在荧光显微镜下可以观测到绿色荧光,表明增强型绿色荧光蛋白基因(egfp)已经在转基因斑玉蕈菌株中获得了表达;通过PCR检测,随机挑选的8个转基因斑玉蕈菌株中有2个可以扩增出载体转移DNA(T-DNA)边界重复序列外的卡那霉素基因(kan)序列。【结论】获得了稳定遗传和表达的斑玉蕈转基因菌株,建立了农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化方法。农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化中,存在载体T-DNA边界重复序列之外的DNA序列转移到转基因斑玉蕈中的现象,有待进一步研究。     

芳香族化合物对斑玉蕈菌丝生物量、漆酶活性及其转录水平的影响

芳香族化合物适当时间适当浓度添加到培养基中,可提高真菌漆酶活性,有助于增强其对木质纤维素的利用效率。为了增强斑玉蕈漆酶活性,本文研究了8种芳香族化合物对其酶活的影响及其与菌丝生物量的相关性。研究发现在无诱导物条件下,斑玉蕈漆酶活性和菌丝生物量相关系数r为0.9956,说明它们呈正相关,但是整个培养过程漆酶活性相对较低;供试的芳香族化合物对漆酶活性都有不同程度的诱导作用,其中添加0.1mmol/L的愈创木酚对斑玉蕈漆酶活性诱导作用最大,达到3倍以上,同时提高了斑玉蕈菌丝生长速度和菌丝生物量;而随着添加时间的延长,部分化合物对漆酶活性和菌丝生物量都产生不同程度的抑制作用,这可能因为化合物对菌丝毒性的延长导致菌丝生长变慢或死亡;进一步研究发现,斑玉蕈3个漆酶同工酶基因lcc2、lcc3和lcc4在诱导剂愈创木酚的影响下转录水平都不同程度地上调。研究结果表明诱导漆酶活性可以提高斑玉蕈菌丝生长速度和生物量,暗示可能通过提高漆酶活性的方法,提高斑玉蕈的培养基利用效率。     

西藏黄绿卷毛菇生境土壤微生物群落组成

牧草外生菌根菌黄绿卷毛菇Floccularia luteovirens具有较高的生态和经济价值,其生境微生物对其菌丝生长、菌根化和子实体形成具有促进作用。本研究利用高通量测序技术对西藏黄绿卷毛菇菌窝土壤及其周围无菇土壤微生物群落组成进行分析,挖掘促进黄绿卷毛菇生长的有益微生物资源。结果显示,西藏黄绿卷毛菇生境土壤细菌隶属于17门22纲116目161科227属,其中酸杆菌门、变形菌门、拟杆菌门和疣微菌门累计比例高达81.75%;生境土壤真菌隶属于5门17纲34目55科61属,子囊菌门和担子菌门累计比例高达80.89%。对比周围无菇土壤的微生物群落,促进黄绿卷毛菇生长的潜在细菌类群为Flavisolibacter、黄杆菌属Flavobacterium、芽单胞菌属Gemmatimonas、Haliangium、赛格特杆菌Segetibacter和鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas;促进黄绿卷毛菇生长的潜在真菌类群为斜盖伞属Clitopilus、丝膜菌属Cortinarius、被孢霉属Mortierella和毛霉属Mucor。土壤微生物促进黄绿卷毛菇生长繁殖的机制有待进一步研究。     

培养基中添加海藻糖对大球盖菇、斑玉蕈菌丝生长的影响

【背景】大球盖菇和斑玉蕈是食药兼用且具有开发潜力的珍稀食用菌,培养基对菌丝生长及子实体发育具有重要作用,优化培养基显得尤为重要。【目的】筛选出最适合培养大球盖菇、斑玉蕈的新型培养基。【方法】使用添加海藻糖的新型培养基,对不同培养基培养的大球盖菇及斑玉蕈菌株的菌丝生长状况、生长速度和生物量及纤维素酶、漆酶活性进行测定与分析。【结果】相较于PDA培养基,添加海藻糖的培养基能够提高菌丝生长速度、增加生物量,海藻糖添加的比例对纤维素酶和漆酶的影响较大,对大球盖菇及斑玉蕈菌丝的生长产生显著的促进作用,但不会改变其蛋白质的组成。【结论】大球盖菇最适合选用PTA-5培养基,斑玉蕈的最佳培养基是PDTA培养基。     

漆酶同工酶基因在斑玉蕈生长发育过程中的表达分析

为了探明漆酶在斑玉蕈生长发育过程中的功能,对斑玉蕈转录测序预测的13个漆酶基因序列进行分析、鉴定和构建分子系统发育树;检测了不同生长发育时期漆酶的活性和漆酶基因表达水平。研究结果显示：13个基因片段中有10个是漆酶基因。不同的漆酶同工酶之间进化关系存在明显差异,大多数漆酶与木腐菌（金针菇Flammulina filiformis和侧耳属Pleurotus）进化关系较近。对斑玉蕈不同生长发育时期的酶活检测结果显示,从斑玉蕈的菌丝恢复期到钉头期,漆酶活性逐渐升高,而在子实体形成后期酶活逐渐降低。对培养40d、60d和80d的菌丝样品以及不同生长发育时期的样品进RT-qPCR检测,结果显示在菌丝营养生长时期,大多数漆酶基因在第40-60天表达量持续增加1-3倍,而在第60-80天时表达量出现降低的情况。而在生殖生长时期,大多数漆酶基因在转色期或者原基期相对表达量达到最大值,并在子实体期出现降低,这与漆酶活性的检测具有一致性。lcc3、lcc7、lcc8和lcc9在斑玉蕈生殖生长过程中相对表达量出现了10-100倍的上调。这说明从菌丝培养到菌丝扭结形成子实体和子实体发育的过程中,不同的漆酶可能发挥着不同的作用,表达量较高的漆酶基因可能对基质降解和子实体形成起主要作用。     

乳菇类外生菌根食用菌研究进展

乳菇类资源分布广泛,且大多属于可食用的外生菌根真菌,具有较高的营养价值及生态价值,其中最著名的是美味乳菇组真菌。乳菇类真菌在传统分类中归于乳菇属Lactarius,但依据分子系统发育研究结果分别归于Lactarius、Lactifluus、Multifurca 3个属中。乳菇类真菌菌丝生长缓慢,无法采用死体有机质进行人工栽培,对它们的深入研究与人工驯化仍然具有较大的难度。目前国内外研究主要集中在乳菇类真菌的分类鉴定、系统发育、菌丝分离培养、菌根化接种、种植园栽培管理技术及营养活性成分研究等方面,其中松乳菇L. deliciosus菌根化和仿野生人工栽培已经取得成功,并在新西兰等地开始商业化栽培。本文较系统地总结了乳菇类真菌的研究历程及现状,并对国内外乳菇类真菌研究趋势进行了展望。     

CWI和HOG信号通路基因在斑玉蕈不同发育阶段的表达模式

为了更清楚地了解MAPK信号通路中的细胞壁完整性信号通路（cell wall integrity,CWI）和高渗透压甘油（high-osmolarity glycerol pathway,HOG）信号通路对斑玉蕈菌丝成熟、原基形成和子实体发育过程的影响及调节作用,对MAPK信号通路中的CWI和HOG信号通路基因在斑玉蕈不同菌丝培养时间（40、60、80和100d）和不同生长发育关键时期（24h、菌丝恢复期、菌丝转色期、原基期和子实体期）的表达模式进行分析,以期揭示这两条信号通路基因参与调节斑玉蕈菌丝的生长、子实体的形成和发育的作用。在斑玉蕈的CWI和HOG信号通路中经分析鉴定一共获得了15个关键基因。CWI信号通路基因表达分析表明：在菌丝培养的40-100d的过程中,大部分CWI信号通路基因在第60天时表达量最高,其中rho1、ssk1、ssk2和ste20的基因表达量上调了2-5倍,在第80-100天时出现持续下降。在HOG信号通路中的大部分基因也在菌丝培养的第60天表达量达到最高。其中sho1、ste20、ssk1和ssk2基因的表达量上调最为显著,而hog1基因的表达量在菌丝培养的第40-100天呈持续下降。子实体形成过程中两条通路的大部分基因在原基形成时期表达量最高,而在子实体时期表达量下调。其中HOG信号通路中的ssk2基因表达量上调最为显著。以上结果说明在菌丝生长过程中第60天时菌丝细胞生长增殖最为旺盛,而在第80天开始菌丝细胞基本开始停止生长,菌丝也逐渐达到成熟。同时在菌丝增殖生长过程中,斑玉蕈持续地上调CWI信号通路基因的表达来调控菌丝细胞壁的完整性,从而控制菌丝细胞壁的形成。其中bck1、mkk1和slt2基因可能对斑玉蕈菌丝细胞的分裂增殖和细胞壁的形成以及诱导子实体形成起到关键作用。     

不同启动子调控外源基因在斑玉蕈中的表达分析

启动子是控制基因转录的重要顺式元件,也是遗传转化实验中驱动外源基因表达的重要工具。在同一真菌中,不同启动子驱动外源基因表达水平可能存在明显差异。因此,选择合适的启动子是提高外源基因表达水平的关键。本研究分别应用花椰菜病毒35S RNA（cauliflower mosaic virus 35S RNA,CaMV35S）和斑玉蕈甘油醛-3-磷酸脱氢酶（Hypsizygus marmoreus glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,HmGPD）基因的启动子构建了两个遗传转化质粒,在斑玉蕈中分别驱动外源的植物花青素合成基因表达,并利用来自刺芹侧耳的萎锈灵抗性基因进行转基因筛选。两个质粒通过农杆菌介导转化斑玉蕈单核菌株后,对具有萎锈灵抗性的转化子经PCR方法进行转基因验证,并运用实时荧光定量PCR对阳性转化子中外源基因的表达水平进行比较分析。结果表明,CaMV35S和HmGPD基因的启动子均成功驱动了植物花青素合成基因在斑玉蕈中转录,为增强基因表达而引入的内含子在转录过程中均被正确切割。其中,HmGPD启动子驱动外源基因表达水平比CaMV35S启动子驱动外源基因表达水平强22-36倍。     

精氨酸对斑玉蕈菌丝生长的影响

采用平板培养和基因表达等方法,研究了精氨酸对斑玉蕈菌丝生长的影响及其机理。结果表明添加1–2 mmol/L精氨酸能明显提高菌丝的生长速度。添加精氨酸促进精氨酸代谢,提高GCN2介导的翻译通路活力以及空泡氨基酸转运载体基因AVT3的表达。营养补充实验证实在营养匮乏的情况下,单一添加精氨酸能促进斑玉蕈菌丝良好生长。研究结果证实外源添加精氨酸能作为主要营养物质促进斑玉蕈菌丝生长。     

斑玉蕈‘Finc-B-7’的选育报告

斑玉蕈‘Finc-B-7’品种是以‘Finc-B-3’菌株为亲本采用单孢自交育种技术选育的。新菌株具有十分清晰的大理石斑纹,经拮抗测试,显著区别于亲本菌株,适宜培养温度为18-23℃,最佳培养周期为70d,相应栽培周期为21d,平均单产为188g/瓶,是一个品质优良的斑玉蕈高产新品种。     

MADS-box转录因子编码基因Vvrin1在草菇不同发育时期的表达分析

草菇是我国土特产出口的主要种类之一,而采后易开伞问题限制了草菇的贮藏及运输。MADS-box转录因子对植物的成熟衰老和真菌的子实体发育起到重要的调控作用。目前尚未见草菇MADS-box转录因子的相关报道。本研究通过生物信息方法及分子生物学的手段对草菇的基因组、转录组数据进行分析,获得了草菇MADS-box转录因子基因Vvrin1。该基因全长1 392bp,含2个内含子,编码419个氨基酸残基。该转录因子含有一个MADS-box结构域,序列与双孢蘑菇Agaricus bisporus、斑玉蕈Hypsizygus marmoreus和灰盖鬼伞Coprinopsis cinerea的MADS-box转录因子相似性分别为71%、67%和61%。通过表达谱数据及荧光定量PCR分析表明Vvrin1基因在草菇子实体伸长期菌柄的表达量出现高峰,具有极显著性差异（P<0.01）,推测该转录因子参与调控草菇菌柄的伸长,菌盖的开伞。这些结果为草菇成熟衰老（特别是开伞）的调控研究提供数据支持。     

野生鸡油菌子实体可培养微生物多样性及其功能分析

采用多种培养基对采自贵州省贵阳市3个样地的鸡油菌Cantharellus cibarius子实体内细菌和真菌进行分离、培养、鉴定和多样性分析。利用FAPROTAX和FUNGuild数据库分别对其功能类群进行注释,从而探究微生物群对鸡油菌生长发育的影响。结果表明,鸡油菌子实体内共分离获得细菌49株,分属于2门、4纲、6目、9科、12属和27种,其中,优势属为假单胞菌属Pseudomonas;真菌90株,分属于3门、7纲、12目、26科、32属和44种,优势属为蜡蚧菌属Lecanicillium。功能分析结果显示,细菌主要集中于潜在氮代谢、芳香性气味物质代谢,以及难溶性化学物质的溶解等方面;真菌主要集中于分解复杂有机物、辅助菌根真菌与植物根系建立共生,以及潜在抑制虫害、病原菌侵染等方面。     

Bacterial diversity in spent mushroom compost assessed by amplified rDNA restriction analysis and sequencing of cultivated isolates

Spent mushroom compost (SMC) is the residual by-product of commercial Agaricus spp. cultivation, and it is mainly composed of a thermally treated cereal straw/animal manure mixture colonized by the fungal biomass. Research on the valorization of this material is mainly focusing on its use as soil conditioner and plant fertilizer. An investigation of the bacterial diversity in SMC was performed using molecular techniques in order to reveal the origin of SMC microflora and its potential effect on soil microbial communities after incorporation into agricultural soils. The bacterial population was estimated by the plate count method to a mean of 2.7 10⁹ colony forming units (cfu) per g of dry weight, while the numbers of Gram-positive and Gram-negative bacteria were 1.9 10⁹ and 4.9 10⁸ cfu per g dw respectively as estimated by enumeration on semi-selective media. Fifty bacterial isolates were classified into 14 operational taxonomic units (OTUs) following ARDRA-PCR of the 16S rDNA gene. Sequencing of the 16S rDNA amplicon assigned 12 of the 14 OTUs to Gram-positive bacteria, associated with the genera Bacillus, Paenibacillus, Exiguobacterium, Staphylococcus, Desemzia, Carnobacterium, Brevibacterium, Arthrobacter and Microbacterium of the bacterial divisions Firmicutes and Actinobacteria. Two bacterial groups have phylogenetic links with the genera Comamonas and Sphingobacterium, which belong to β-Proteobacteria and Bacteroidetes respectively. Two potentially novel bacteria are reported, which are associated with the genera Bacillus and Microbacterium. Most of the bacteria identified are of environmental origin, while strains related to species usually isolated from insects, animal and clinical sources were also detected. It appears that bacterial diversity in SMC is greatly affected by the origin of the initial material, its thermal pasteurization treatment and the potential unintended colonization of the mushroom substrate during the cultivation process.