冠突散囊菌野生型与△veA突变菌株的差异蛋白研究

为了分离和鉴定冠突散囊菌野生型与veA基因缺失菌株的差异表达蛋白,寻找并比较与veA基因相关的产孢蛋白,为进一步研究丝状真菌产孢机理打下基础。经veA基因缺失,利用双向电泳技术分离差异表达蛋白,经凝胶银染显色后,Bio-Rad凝胶扫描仪扫描,Imagemaster图像软件分析,差异蛋白点进行质谱鉴定。所获肽序列与生物信息数据库匹配,在NCBI及Uniprot数据库中查找蛋白质信息,并归纳分析。结果显示,野生型菌株中出现表达上调的蛋白点77个,veA缺失型菌株中出现表达上调的蛋白点有116个,得到鉴定的30个功能各异的蛋白点,其中大多数蛋白与代谢相关。     

GST pull-down筛选冠突曲霉MAT的互作蛋白*

目的: 冠突曲霉(Aspergillus cristatus)是一种同宗结合菌,它的产孢受渗透压调控,与构巢曲霉的光调控产孢机制存在较大差异。冠突曲霉的有性生殖主要受MAT1-1-1和MAT1-2-1调控,但MAT基因对该菌有性生殖的调控机制仍不清楚。期望筛选得到冠突曲霉MAT的互作蛋白,为深入研究冠突曲霉有性产孢机制奠定基础。方法: 利用GST pull-down联合液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术筛选可能与冠突曲霉MAT1-1-1和MAT1-2-1互作的蛋白,结合ProteinPilot和冠突曲霉基因组注释结果进行互作蛋白的注释及GO分析,其中互作蛋白SI65_00917和SI65_03348利用RT-qPCR探索它们与有性发育的联系,并利用酵母双杂交技术初步验证它们与MAT蛋白的互作关系。结果: 成功构建了GST-MAT1-1-1、GST-MAT1-2-1表达载体,诱导表达纯化出目的诱饵蛋白,分别利用诱饵蛋白捕获冠突曲霉总蛋白中的互作蛋白,经分析、筛选共鉴定出与MAT1-1-1互作的蛋白56个,与MAT1-2-1互作的蛋白413个。GO分析表明,这些蛋白参与翻译调控、代谢过程、蛋白质转运及蛋白结合等生物学过程,具有核苷酸结合活性、催化活性、蛋白结合活性;RT-qPCR结果表明互作蛋白SI65_00917可能与有性发育相关。酵母双杂交结果表明,SI65_00917蛋白具有自激活作用,可能是转录因子;SI65_03348蛋白与MAT1-1-1、MAT1-2-1在酵母中均有互作。结论: MAT通过与其他蛋白直接或间接的相互作用调控其有性发育过程。     

冠突曲霉Fig基因敲除菌株的构建及表型分析

为了研究冠突曲霉(Aspergillus cristatus) Fig基因的功能,本研究采用同源重组的方法获得敲除株。并对敲除株进行功能验证。结果显示对Fig基因敲除株培养观察并与野生型菌株相比发现,在含有不同浓度NaCl的MYA培养基中,仍能产生成熟的子囊孢子和分生孢子,但分生孢子数量是野生型的1/4,子囊孢子数量是野生型的1/5,且敲除株菌落几乎没有渗出液,无皱褶,菌落表面干燥,色素产生量急剧下降,这些结果表明Fig基因对冠突曲霉产孢起正调控,本实验为冠突曲霉发育调控机制的研究提供了一定的技术基础。     

冠突曲霉AN1类锌指蛋白zfpA基因的克隆及表达分析

本研究采用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)克隆出冠突曲霉中zfpA基因的cDNA全长序列并进行生物信息分析。该序列全长1 443 bp,开放阅读框长度为924 bp,从312~1 235 bp,没有内含子序列。推测编码的蛋白质含有307个氨基酸,同源性分析显示该基因与米曲霉的AN1锌指蛋白(XP_001826567)相似性达71%。利用荧光定量PCR技术分析了zfpA基因在营养菌丝体阶段、无性产孢阶段及有性产孢阶段的表达量差异。结果表明,这个基因在在无性产孢时期的表达量最低,有性产孢时期的表达量最高,相比无性产孢时期上调了4倍。本实验为深入研究zfpA基因对冠突曲霉的产孢调控机制奠定了基础。     

茯砖茶“金花菌”vcx基因克隆及表达分析

茯砖茶是一种紧压黑茶,冠突曲霉是茯砖茶发花阶段的主要微生物,其有性发育产生闭囊壳又名"金花菌",其数量和质量常用来判断茯砖茶的品质好坏。冠突曲霉可以用Na Cl来控制其产有性孢子及无性孢子,为了研究这一特殊产孢机理,及钙信号和液泡在这产孢过程中的作用。通过克隆冠突曲霉钙信号途径中的液泡上钙氢交换子vcx基因,并对这一基因进行结构和表达分析。结果表示:冠突曲霉中的vcx基因编码区1 326 bp,不含内含子,预测编码441个氨基酸,不含信号肽,是一个疏水蛋白,含有11个跨膜结构,符合钙氢交换蛋白的基本结构。通过对其在冠突曲霉的有性、无性、菌丝各生长阶段的表达量进行测定,结果显示:vcx基因对其发育产生正调控,可能参与了冠突曲霉的无性产孢及盐压力响应过程。实验结果不仅为该蛋白的后续研究提供了条件,而且为钙信号调控丝状真菌在盐压力应答下的产孢机制奠定基础。     

冠突曲霉产孢相关基因的克隆及功能分析

为探究冠突曲霉有性产孢调控的相关机制,从已构建的T-DNA随机插入突变体库中选取有性产孢突变株,采用Southern杂交鉴定T-DNA为单拷贝插入,并用Tail-PCR技术扩增获得T-DNA插入位点侧翼序列,分离获得突变基因。序列分析表明,该基因位于冠突曲霉基因组scaffold 7上,开放阅读框2 511 bp,含有4个内含子,预测编码666个氨基酸,含有NDT80_Pho G蛋白质超级家族保守结构域。BLASTp结果表明,该预测蛋白与Eurotium rubrum p53-like转录因子(EYE95652.1)相似性最高,identity=89%。显微观察发现T-DNA的插入影响了有性产孢结构的发育。本实验为进一步研究该基因在有性产孢过程中的分子功能及可能参与的调控途径奠定基础。     

尖孢镰刀菌亚麻专化型Folprp4基因参与调控菌丝生长和分生孢子发生

目的: 通过对尖孢镰刀菌中Folprp4基因的鉴定,揭示其在尖孢镰刀菌中的功能及致病相关性。方法: 基于同源重组原理,根据测定出的Folprp4基因序列,应用Split-Marker重组技术构建含有潮霉素抗性基因(hph)的基因缺失盒。将基因缺失盒经PEG介导转化到野生型原生质体中,在含有潮霉素B的TCC培养基上筛选转化子,通过PCR正负筛查获得Folprp4基因缺失突变株(ΔFolprp4)。构建含有Folprp4基因的载体pZDH1,并将其转化到敲除突变体中进行互补测验。结果: 与野生型(hm)和异位插入突变体(ecFolprp4)相比,敲除突变体菌丝生长受到严重阻碍,当野生型和异位插入突变体长满整个平板时,敲除突变体菌落呈小点状。敲除突变体的另一个显著变化是ΔFolprp4的分生孢子产量显著下降。侵染实验表明,ΔFolprp4对亚麻幼苗的毒力显著降低。互补实验表明,该互补载体的回复子(Folprp4-C)在菌落形态、生长速率、分生孢子产量和毒力方面均恢复到了野生型菌株。结论: Folprp4基因与尖孢镰刀菌的菌丝生长、分生孢子发生和致病性有关。     

转录因子ACZ影响冠突曲霉色素及产孢数量的研究

本实验室前期在高渗条件下筛选得到8个转录因子,其中ACZ (SI65-00458)基因表达量最高,推测ACZ基因在冠突曲霉中参与响应渗透压及调控孢子的产生。因而本研究利用同源重组原理,构建了ACZ基因敲除载体,通过农杆菌介导转化,筛选获得了ACZ敲除菌株,将敲除株分生孢子液接种在含不同浓度NaCl的MYA培养基上,以野生型冠突曲霉为对照,观察敲除株与野生型菌株的区别。研究发现:培养基中不加NaCl时色素有明显变化,野生型为黄色,敲除株为褐黄色;在低渗透压下,菌落边缘不规则;在高渗透压下,敲除株产生的分生孢子数量为野生型的4倍多;无论是在27℃还是在37℃培养,敲除株在低渗及高渗条件下,菌落直径都较野生型小,菌丝较稀疏。表明敲除ACZ基因会影响冠突曲霉菌丝生长、色素的合成及孢子的产生。     

冠突曲霉钙调素cam基因的克隆及表达分析

冠突曲霉是茯砖茶发花阶段的主要微生物,其在Na Cl作为渗透压调节下分别进入有性产孢和无性产孢两个不同的世代,为了考查钙信号途径在其特殊产孢过程中的作用,通过克隆冠突曲霉钙信号调控的关键基因钙调素cam基因,并对这一基因进行结构和表达分析。结果表示:冠突曲霉中的cam基因全长924 bp,开放阅读框为450 bp,含6个内含子,预测编码149个氨基酸。cam参与了冠突曲霉的产孢及盐压力响应过程,cam基因对其无性发育产生正调控。实验结果为钙信号调控丝状真菌盐压力应答下的产孢机制研究奠定基础。     

基于RNA-Seq分析MpigE在红曲霉色素生物合成中的转录调控

【目的】分析MpigE的缺失在转录水平对红曲色素产生的影响。【方法】对实验室保存的野生型紫色红曲霉(Monascus purpureus)Mp-21和△MpigE菌株进行高通量转录组测序、注释、表达差异基因功能富集分析和基因通路富集分析,在转录水平揭示MpigE缺失后红曲霉色素产量变化的原因。【结果】通过RNA-Seq测序,每个样品获得7.5–8.5 Gb的原始数据,经过拼接后得到7219个转录本(Unigenes),其中成功注释的为5692个。差异基因表达富集分析发现基因缺失菌株△MpigE相较于野生型菌株Mp-21上调差异基因达到199个,下调差异基因为293个。【结论】MpigE的缺失能够促进红曲霉中中央碳代谢和乙酰辅酶A代谢相关基因的表达以此影响色素生物合成。     

精胺合成酶MrSPS参与调控罗伯茨绿僵菌的生长发育、抗逆和致病力

本研究以罗伯茨绿僵菌Metarhizium robertsii为研究对象,针对鉴定出的精胺合成酶基因(MAA_02088, Mrsps),利用农杆菌介导的同源重组方法获得Mrsps敲除株ΔMrsps。与野生型相比,ΔMrsps营养生长和产孢能力下降,对氯化钠和紫外照射耐受性增强。大蜡螟幼虫毒力分析表明,浸渍和注射两种情况下ΔMrsps致病力降低,半致死时间(LT₅₀：6.71和4.75 d)比野生型(LT₅₀：5.17和4.19 d)显著增加。Mrsps敲除后不影响附着胞形成率和蝉翅穿透能力,但会显著下调昆虫血腔定殖相关基因的表达量。这些结果说明精胺合成酶MrSPS参与调控罗伯茨绿僵菌的生长发育、外界胁迫应答和致病力。     

黑河中游春玉米叶片水δD和δ18O的富集过程和影响因素

植物水的稳定同位素分馏过程是水在土壤-植物-大气连续体中循环的重要环节。以往研究由于叶片水¹⁸O同位素比值(δ¹⁸O _l,b)和氘(D)同位素比值(δD_l,b)(合称δ_l,b)实测数量少只能作为模型验证数据, 导致δ_l,b富集机制研究多集中于模型研究, 缺乏基于野外试验条件的δ_l,b富集的控制机制研究。叶片水δD_l,b和δ¹⁸O _l,b的富集程度(ΔD_l,b和Δ¹⁸O _l,b, 合称Δ_l,b)通常表示为δ_l,b与茎秆水D同位素比值(δD_x)和¹⁸O同位素比值(δ¹⁸O_x) (合称δ_x)之差, 即Δ_l,b = δ_l,b - δ_x。该研究以黑河中游沙漠绿洲春玉米(Zea mays)生态系统为研究对象, 重点采集和分析了季节和日尺度δ_l,b和δ_x数据, 配套开展了大气水汽δ¹⁸O和δD (合称δ_v)等辅助变量的原位连续观测, 探讨了季节和日尺度上的δ_l,b富集特征及其影响因素。结果表明: 叶片水δ_l,b和Δ_l,b的季节变化趋势不明显, 而受蒸腾作用影响表现出白天富集夜间贫化的单峰日变化特征。对于D来说, 无论季节尺度上还是日尺度上, 大气水汽δ_v和相对湿度是δD_l,b和ΔD_l,b的主要环境控制因素; 而对于¹⁸O来说, 无论季节尺度上还是日尺度上, 相对湿度是δ¹⁸O _l,b和Δ¹⁸O _l,b的主要环境控制因素。由于D和¹⁸O在热力学平衡分馏上有约8倍差异, 直接分析叶片水ΔD_l,b和Δ¹⁸O_l,b与影响因素的差异性, 有助于理解叶片水δD和δ¹⁸O富集过程以及对模型发展有一定的指导意义。     

基于广泛靶向代谢组学的竹黄活性成分分析

竹黄是我国一种重要的药用真菌,在医学、农业、食品等方面应用广泛且前景可观。为深入挖掘竹黄中有药理活性的有效化学成分,了解其在生长发育过程中不同时期代谢物的变化规律,利用广泛靶向代谢组学技术检测了竹黄子座不同发育时期的代谢物,找出差异代谢物并进行代谢通路分析。从竹黄子座中共检测出612种代谢物,前期和中期特有27种代谢物。黄酮类、奎宁酸、香豆素等具有良好生物活性的化合物首次在竹黄中被检测到。筛选出的差异代谢物主要是脂质、氨基酸、核苷酸、黄酮类、萜类、有机酸等物质,其中黄酮和氨基酸类化合物占主要地位。通过对代谢通路富集分析,获得6条具有显著意义的代谢途径。黄酮类化合物被认为是除竹红菌素外与竹黄药效有重要联系的化合物。本研究为竹黄药用机理及有效成分深入研究提供了一定的理论基础,为竹黄有效成分的代谢途径解析提供参考。     

烟曲霉FADB基因参与菌株耐药的潜在机理

FAD结合的氧化还原酶编码基因FADB(GenBank ID:Afu4g14630)的编码产物在烟曲霉中为一种与E4D结合的氧化还原酶,可能参与真菌的呼吸.为了探究其具体功能,本研究通过克隆烟曲霉E4DB基因,构建烟曲霉FADB基因的敲除株,了解该基因对烟曲霉药物敏感性、渗透压、氧化压力物质敏感性的作用机理.采用高通量...     

罗伯茨绿僵菌中嘧啶前体合成酶基因MrThi12的功能研究

通过同源基因比对,在罗伯茨绿僵菌中找到了单拷贝的嘧啶前体合成酶基因MAA_02402,命名为MrThi12。该基因MrThi12全长1 234bp,cDNA序列全长1 029bp,编码342个氨基酸。构建同源重组载体,利用农杆菌介导的方法进行基因敲除。突变菌株在维生素B1缺乏的培养基上,生长很慢,菌丝形态异常,多分叉,完全不能产生气生菌丝和分生孢子。但是一旦有外源维生素B1时,生长状态能完全恢复,对家蚕的致死能力没有变化。     

香蕉枯萎病菌Argonaute基因功能分析及其调控小RNA发生

尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f.sp.cubense是威胁香蕉生产的重要土传病原真菌,其中4号生理小种(Foc4)能感染几乎所有的栽培品系.Argonaute蛋白(AGO)介导的RISC复合体在RNAi干扰中起到重要作用.Foc4含有两个进化上高度保守的AGO蛋白,本研究利用同源重组技术获...     

Metabolomics Analysis of Metabolites in <i>Forsythia suspense</i> Fruit Using UPLC/ESI-Q TRAP-MS/MS

Forsythiae Fructus, the fruit of Forsythia suspense is a traditional Chinese hebal medicine that has the antiviral and antioxidant effects in China. Modern analytical chemistry studies showed that the extracts of Forsythiae Fructus contain many bioactive components, such as flavonoids, lignans, phenolic acids, and terpenoids, which can be used to anti-inflammatory and treat toxicity, tonsillitis, ulcers, pharyngitis and acute nephritis. In order to study the types and quantities of metabolites in Forsythiae Fructus, we isolated, identified and analysed metabolites between two varieties of Forsythiae Fructus using UPLC/ESI-Q TRAP-MS/MS. The results showed that a total of 407 metabolites were identified in Forsythiae Fructus using UPLC/ESI-Q TRAP-MS/MS, including 21 terpenoids, 68 phenolic acids, 63 flavonoids, 43 amino acids and derivatives, 22 alkaloids, 55 lipids, 24 lignans and coumarins, 31 nucleotides and derivatives, 29 organic acids, and 51 other metabolites. Among, lignans and coumarins, terpenoids, organic acids, lipids, and phenolic acids were rich in Forsythiae Fructus, which accounted for more than 60% of the total metabolite content. Differential metabolite analysis revealed that 80 metabolites differed significantly between the two types of Forsythiae Fructus. Our results greatly enrich the Forsythiae Fructus phytochemical composition database and provide valuable information for further study of the metabolites of Forsythiae Fructus.     

柞蚕蛹培养蛹虫草不同时间后的代谢组分析

为了解柞蚕蛹培养蛹虫草（简称柞蚕蛹虫草）不同时间后的代谢物变化规律,利用广泛靶向代谢组学技术,比较不同培养时期的柞蚕蛹虫草代谢产物成分,找出差异代谢物并进行代谢通路分析。在柞蚕蛹虫草的5个生长时期共检测到10类421种化合物,主要包括：氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、萜类、酚酸、有机酸、糖及醇类、甾体、脂类、生物碱、醌类等多种化合物。主成分分析（PCA）结果显示,不同生长时期柞蚕蛹虫草的代谢组表现出不同的代谢特征,5个生长时期样本在得分图中可分为3个不同区域,对照（S1）与子座形成初期（S3）归为一区,菌核期（S2）独自归为一区,子座形成期（S4）和子囊壳形成期（S5）归为一区。S2-S5筛选到的特有差异代谢物有36种,包括虫草素、甘露醇等主要活性物质,其中香豆酰腐胺、五羟色胺、γ-生育三烯酚等物质首次被检测到。对不同生长阶段变化排在前20的差异显著代谢成分进行分析,结果表明上下调幅度较大的物质多为有机酸、酚酸、生物碱、核苷酸及其衍生物等次生代谢产物。5个生长时期筛选出的所有差异代谢物共富集在154条代谢通路上,差异代谢物数量富集最多的前5条通路,分别为代谢途径、次生代谢物的生物合成、ABC转运蛋白、嘌呤代谢和氨酰生物合成。整个生长周期中,具有显著影响的通路是嘌呤代谢与丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢途径。本研究结果可为柞蚕蛹虫草的深入研究与应用提供参考。     

Metabolic diversity in the grains of Indian varieties of rice

The aim of the present work was to analyze metabolic diversity in 26 different indica varieties of rice grains. Seventy-six metabolites could be identified in the methanol extracts of each of the rice varieties analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. These metabolites included 9 sugars/sugar alcohols, 17 amino acids/derivatives, 18 fatty acids, 5 free phenolic acids and 19 other organic acids, 3 phytosterols, 5 other constituents. Cluster analyses to extract information for similarity and differences in metabolites unveiled diversity in metabolite profile. Two hierarchical clusters were generated based on the metabolite contents of the rice varieties. The first cluster (cluster I) consisted of one variety only. The second cluster again segregated into four clusters (clusters II, III, IV and V). Very distinct differences were visible amongst the clusters with respect to their sugars/sugar alcohols, organic acid, amino acid and fatty acid, phenol, and sterol profiles. Metabolites determine nutritional quality, taste, aroma. This and future efforts on the metabolomic information would help biochemists and nutritionists to better understand the nutritional quality of such grains at varietal level and correlating metabolites and long term human health related issues.