金针菇rDNA序列结构特征分析

rDNA序列中的ITS作为DNA barcoding广泛应用于真菌的系统发育与物种辅助鉴定,IGS被认为可以用于种内水平不同菌株的鉴别。食用菌中还没有完整的rDNA序列的报道。本研究采用二代和三代测序技术分别对金针菇单核菌株“6-3”进行测序,用二代测序的数据对三代测序组装得到的基因组序列进行修正,得到一个在基因完整性、连续性和准确性均较好的基因组序列,对比Fibroporia vaillantii rDNA序列,获得金针菇完整的rDNA序列。金针菇rDNA序列结构分析表明,它有8个rDNA转录单元,长度均为5 903bp,有9个基因间隔区,其长度有较大差异,3 909-4 566bp。rDNA转录单元中,各元件的序列长度分别为：18S rDNA 1 796bp、ITS1 234bp、5.8S rDNA 173bp、ITS2 291bp、28S rDNA 3 410bp。基因间间隔区中,IGS1 1 351-1 399bp、5S rDNA 124bp、IGS2 2 435-3 092bp。金针菇的5S、5.8S、18S、28S rDNA序列准确性得到转录组数据的验证,也得到系统发育分析结果的支持。多序列比对发现,不同拷贝的基因间间隔区序列（IGS1和IGS2）存在丰富的多态性,多态性来源于SNP、InDel和TRS（串联重复序列）,而TRS来源于重复单元的类型和数量。9个基因间间隔区之间,IGS1只有少量的SNP和InDel,IGS2不仅有SNP和InDel,还有TRS。本研究结果提示,在应用IGS进行种内水平不同菌株之间的鉴别时,需要选取不同拷贝之间的保守IGS序列。     

金针菇基因组测序与组装策略分析

采用二代和三代测序技术分别对金针菇单核体菌株“6-3”进行测序,应用4种组装策略进行基因组的de novo组装,对比组装效果。基因组组装的参数方面,仅使用二代测序组装的效果最差,长度大于10kb的Contig全长只有24.6Mb,Contig N50只有23kb,组装率只有59.27%。采用三代组装二代校正的组装策略效果最好,长度大于10kb的Contig全长为38.3Mb,Contig N50为2.8Mb,组装率高达92.16%。保守单拷贝基因拼接效果方面,4种组装策略获得基因组序列与BUSCO数据库里的担子菌的保守单拷贝基因比对,基因完整性均大于94%。在组装准确性方面,经过PCR扩增、Sanger测序验证,三代组装二代校正的基因组序列完整并且连续,同时序列上碱基的SNP、InDel数量最少。综上所述,三代组装二代校正得到的基因组序列具有Contig N50值大、组装率高、碱基准确性高的特点,是食用菌基因组测序较为理想的方案。     

金针菇HMG-box转录因子鉴定及一个候选基因的差异表达分析

食用菌的原基形成受到环境因子和内源基因的共同调控,转录因子在其生长发育过程中能够起到关键作用。本研究在已测序金针菇单核菌株L11全基因组中鉴定到29个高速泳动蛋白（high-mobility-group box,HMG-box）转录因子编码基因。基于金针菇双核菌株H1123各发育时期转录组数据,筛选到一个与金针菇原基形成相关的HMG-box转录因子基因Fv-hmg。通过同源比对发现Fv-hmg的DNA序列在6个不同金针菇菌株中十分保守,一致性为98.38%,有92个SNP位点。克隆分析表明,该基因长度为1 517bp,含有一个内含子。该基因编码489个氨基酸残基的蛋白序列,含有一个HMG-box结构域。通过实时荧光定量PCR和转录组测序共同分析表明,该基因在金针菇原基时期的表达量比双核菌丝时期高达4倍以上,具有显著性差异（P<0.01）,由此推测该转录因子参与调控金针菇的原基形成。HMG-box转录因子Fv-Hmg在金针菇原基形成过程中的作用仍需进一步研究。     

金针菇在淀粉废水中发酵的营养条件研究

用摇瓶试验对金针菇菌丝体在淀粉废水中培养的营养条件进行了研究。结果表明,利用淀粉废水进行金针菇液体发酵的最适营养条件为：经液化处理的淀粉废水,加KH₂PO₄0.25 g/100 mL,MgSO₄·7H₂O0.05g/100mL,V_B1150μg/L,V_B250μg/L,pH5.40。测定了该营养条件下菌体的生长曲线及发酵过程中培养基残糖的变化。发酵周期为7d,发酵终点生物量达2.08 g/100 mL,COD去除率为70.8%。     

金针菇几丁质合成酶基因家族鉴定及其表达分析

【背景】几丁质是真菌细胞壁的重要成分,由几丁质合成酶（chitin synthase,CS）催化合成。几丁质合成酶编码基因在大型食用真菌金针菇中的数量及表达规律尚不明确。【目的】探究几丁质合成酶基因在金针菇中存在的数量及其在子实体不同发育时期的表达规律,为其在大型真菌子实体生长发育过程中的功能研究提供基础。【方法】基于已有的金针菇菌株L11基因组数据,结合NCBI其他真菌CS序列鉴定金针菇中几丁质合成酶编码基因的数量,并对其进行生物信息学分析。进一步根据金针菇F19转录组数据以及实时荧光定量PCR （RT-qPCR）技术分析金针菇CS基因家族的表达规律。【结果】在金针菇单核体菌株L11的基因组中鉴定到9个几丁质合成酶基因,系统发育分析表明它们在子实体发育过程中的表达模式可分为4类（皮尔森相关系数=0.85）。【结论】金针菇CS基因家族表达模式在金针菇不同生长发育时期均存在差异,可能参与了子实体发育不同时期和组织的形态建成。     

不同因素对金针菇原生质体制备和再生的影响

比较了不同浓度裂解酶及组合、渗透压稳定剂、酶解时间等因素对金针菇原生质体得率的影响以及不同渗透压稳定剂、培养基、接种方法等因素对金针菇原生质体再生的影响。试验结果表明:固体培养10d的金针菇菌丝,以0.5mol/L KCl作渗透压稳定剂,加入1%纤维素酶和1%溶菌酶在25℃下酶解1.5h,分离原生质体效果最佳,原生质体产量可达27.8×105个/ml以上;以0.5mol/L KCl作渗透压稳定剂,在25℃条件下,金针菇原生质体采用直接涂布法接种在RCM培养基上培养,再生率最高为0.5%。     

基于转录组分析的金针菇冷诱导原基形成的调控网络

金针菇是低温结实型菌类,原基形成需要低温诱导,子实体发育也需要较低的温度,因此在工厂化生产过程中能源消耗大,生产成本高。本研究利用转录组测序对金针菇菌丝体和原基进行RNA-Seq分析,筛选得到7 935个差异表达基因,在原基形成后,有4 025个基因上调表达以及3 910个基因下调表达。通过GO注释和KEGG通路注释等生物信息学手段对代谢途径进行分析,可推测冷诱导形成原基的代谢调控为：当金针菇菌丝细胞接受到冷信号后,糖分转运相关的基因表达量下降,导致碳源摄取效率下降,因而糖酵解途径大部分相关基因表达量下调,进而导致三羧酸循环的底物乙酰辅酶A（乙酰CoA）合成量减少,整个细胞能量产出下降。此负反馈信号使细胞内储存的脂质进行氧化代谢的基因表达上调,产出乙酰CoA以供三羧酸循环产能。此负反馈导致不饱和脂肪酸的合成基因表达上调,以调节细胞流动性;同时磷脂和鞘脂代谢通路的相关基因表达大多上调,合成增多,细胞膜的组分因此改变,因此细胞进行重构进入另一种状态。与DNA复制、RNA转录和蛋白质合成的相关基因表达均大部分上调,表明了原基形成时细胞正处于增殖旺盛时期。本研究结果从分子水平上揭示了金针菇原基的形成伴随着能量来源的转变,各个代谢途径的相互调控以及相关基因的表达影响,为有目的培育高温型金针菇新品种,减少栽培能耗提供理论依据。     

Agrobacterium tumefaciens-Mediated Transformation of the Vegetative Dikaryotic Mycelium of the Cultivated Mushroom Flammulina velutipes

Agrobacterium tumefaciens was used to transform the vegetative dikaryotic mycelium of Flammulina velutipes using a hygromycin B resistance gene as selectable marker. The gene coding for urogen III methyltransferase (cob) was introduced into F. velutipes dikaryotic cells. The resulting transformant cells generated a bright red fluorescence, indicating that cob is promising as a reporter gene in F. velutipes.     

金针菇富锌条件及锌结合形态的研究

对金针菇深层发酵富锌培养条件进行了研究,并对Zn的生物有机化程度进行了初步探讨。结果表明,金针菇富锌的深层培养较好的Zn源为ZnAc_2,初始pH值为6.5,加入0.1％柠檬酸和0.4％的CMC-Na利于富锌和提高生物量。金针菇富锌过程中,93％以上的ZnAc_2以有机锌态存在,其中50％以上结合为Zn-蛋白,34％与糖及脂肪类物质结合。     

金针菇菇脚对肉鸡肠道菌群的影响

目的研究金针菇菇脚(Flammulina velutipes stembase,FVS)对肉鸡生长性能、肠道发育及肠道菌群的影响。方法选取4 550只1日龄爱拔益加(AA)肉鸡,随机分为5组:空白组(基础日粮)、2%FVS组(基础日粮+2%FVS)、4%FVS组(基础日粮+4%FVS)、6%FVS组(基础日粮+6%FVS)和6%FVS阶段组(基础日粮+试验第1、3、5周饲喂含有6%FVS的日粮,于试验2、4、6周饲喂基础日粮)。试验为期42d。结果 FVS组肉鸡平均日增重量均显著高于空白组(P0.05)。6%FVS组和6%FVS阶段组肉鸡平均日采食量显著高于空白组(P0.05)。FVS组肉鸡料重比均显著低于空白组(P0.05)。与空白组相比,日龄21d时,2%FVS组肉鸡回肠和盲肠重量均显著增加(P0.05);4%FVS组十二指肠长度和盲肠重量均显著增加(P0.05);6%FVS阶段组十二指肠长度及重量、空肠长度及重量和回肠重量均显著增加(P0.05)。与空白组相比,日龄42d时,2%FVS组肉鸡十二指肠长度和重量及盲肠重量均显著增加(P0.05);4%FVS组十二指肠长度和重量、回肠长度和盲肠长度及重量均显著增加(P0.05);6%FVS组十二指肠长度和盲肠长度及重量均显著增加(P0.05);6%FVS阶段组十二指肠重量、空肠重量和回肠长度及重量均显著增加(P0.05)。与空白组相比,日龄21d时6%FVS阶段组肉鸡盲肠菌群DNA条带数显著增加;日龄42d时FVS组肉鸡盲肠菌群DNA条带数均显著增加。日龄21d和42d时肉鸡盲肠菌群共性条带中均含有扭链胃球菌(Ruminococcus torques),而FVS组含有大量的产酸菌。结论日粮中添加FVS可提高肉鸡生长能力、促进肠道发育、增加肠道菌群多样性。