基因组测序分析广叶绣球菌SP-A菌株的遗传差异

广叶绣球菌Sparassis latifolia是一种极具开发潜力的食药用真菌,新品种的选育是其产业发展的迫切需求。绣球菌新品种‘SP-A'是福建省农业科学院选育的绣球菌工厂化栽培新品种,但由于缺少基因组信息,严重阻碍了其相关基础研究。本研究利用高通量测序技术,对‘SP-A'全基因组进行测序,获得了1.58Gb高质量测序数据,Q30达到95.55%。与‘闽绣1号'参考基因组平均比对率为76.86%,平均覆盖深度为28X,基因组覆盖度为93.51%,共检测到273 587个单核苷酸多态位点,40 772个小片段插入缺失位点,这些变异共导致了7 954个基因变异。研究初步揭示了‘SP-A'的基因组特征,为相关分子标记筛选及辅助育种、遗传分析和功能基因克隆提供了重要的分子标记资源。     

整合转录组数据鉴定大型真菌原基形成的潜在通路

[背景]大型真菌子实体发育特别是从菌丝体到原基转变的分子机制,目前仍不清楚。现有的研究大多集中在有限的真菌种类或环境因素上,但对在发育中起关键作用的基因提供的信息有限。[目的]研究大型真菌原基形成的分子机制。[方法]对11个物种及4个环境因子相关的转录组数据进行分析。[结果]与对照组相比,上调基因数量从白灵菇(Pleurotus tuoliensis)的325个到梅里克氏菌(Rickenella mellea)的2 854个,下调基因数量从白灵菇的379个到圆环蜜环菌(Armillaria ostoyae)的3 189个。根据gene ontology (GO)注释,前3个生物过程类别为氧化-还原过程、代谢过程和碳水化合物代谢过程。此外,细胞成分类别中膜整体成分、核、膜等显著富集。同样地,分子功能类别包括水解酶活性、氧化还原酶活性和催化活性。[结论]大型真菌在原基形成中存在可能发挥重要作用的共同通路。     

不同碳源条件下广叶绣球菌转录组分析

【背景】广叶绣球菌(Sparassis latifolia)是一种名贵的食用菌,其木质纤维素降解的分子机制尚不明确。【目的】了解广叶绣球菌在不同碳源条件下木质纤维素降解相关基因表达动态。【方法】通过转录组测序技术对分别以葡萄糖、纤维素+木质素、纤维素及松木屑为碳源的广叶绣球菌基因表达谱进行分析。以葡萄糖为碳源的样本为对照,分别对不同碳源下广叶绣球菌显著差异表达的基因进行功能分析。【结果】Geneontology(Go)富集分析表明,以葡萄糖为碳源的样本为对照,差异表达基因主要富集在碳水化合物利用的过程,如多糖催化过程、碳水化合物催化过程、碳水化合物代谢过程及多糖代谢过程等。碳水化合物活性酶(Carbohydrate-activeenzymes,CAZymes)功能注释表明,碳源种类主要影响了半纤维素和纤维素降解相关糖苷水解酶家族基因的表达,其中涉及半纤维素降解的相关酶基因上调幅度最大。同时,在纤维素+木质素、松木屑为碳源的处理组中一些转录因子基因上调表达显著。【结论】不同碳源显著影响了广叶绣球菌基因表达谱,这种对碳源的适应也可能反映了广叶绣球菌攻击植物细胞壁的机制,研究结果为深入了解广叶绣球菌木质纤维素降解的分子机理和相关功能基因提供了一些参考。     

基质碳氮比对广叶绣球菌生长发育的影响

培养基质碳氮比显著影响食用菌菌丝生长及子实体生长发育。广叶绣球菌是一种珍贵的食药用真菌,前期研究发现其生长发育过程中对碳源的需求较多。本研究采用松木屑、复合氮源作为栽培原料,研究基质碳氮比对绣球菌菌丝生长及子实体生长发育的影响。结果表明：6种不同碳氮比（C/N）的栽培基质对菌丝生长速度无显著影响,但是随着C/N比值的增加,子实体形成期逐渐延长,子实体形成率呈先增大后减小的趋势。当基质C/N在48.8-55.9之间时,采收率较高,在80-90d内,达到采收标准的菌袋比例分别为83.7%和81.4%。当基质C/N为43.4时,鲜菇产量最高,但外观品质受影响。综合考虑生产成本及效率,采用松木屑和复合氮源作为栽培原料、适宜的基质C/N为48.8时,绣球菌子实体形成期为64d,子实体形成率为95%且较为集中,鲜菇平均产量为231g/袋（76%集中于200-260g/袋）,整个生产周期为84d。本研究结果表明绣球菌具有“高碳低氮”的营养生理特性。     

基于转录组和加权基因共表达网络的广叶绣球菌木质纤维素降解特性分析

【目的】分析广叶绣球菌（Sparassis latifolia）在不同木质纤维素诱导条件下基因表达差异，为广叶绣球菌木质纤维素降解关键基因和分子机制研究提供参考。【方法】以松木、杉木、甘蔗渣和天然堆积发酵后的杉木和发酵后的甘蔗渣为碳源，在液体培养条件下培养诱导广叶绣球菌，对其转录组进行测序研究，并对不同木质纤维素诱导样本进行加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis，WGCNA）。【结果】杉木培养与松木培养比较组差异表达基因最少（20个），蔗渣培养与松木培养比较组差异表达基因最多（486个）。基因本体（gene ontology，GO）富集分析结果表明，差异表达基因主要涉及氧化还原酶活性、单加氧酶活性和铁离子结合活性等，京都基因和基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）通路富集分析结果表明，差异表达基因主要涉及戊糖和葡萄糖醛酸转换、甲烷代谢和乙醛酸盐和二羧酸盐代谢等通路。发酵甘蔗渣为碳源培养时，纤维素和半纤维素降解相关的糖苷水解酶基因表达量总体上较高，而未发酵的松木、杉木和甘蔗渣为碳源培养时木质素降解或修饰相关的碳水化合物辅助酶基因表达量总体上较高。利用WGCNA共鉴定出10个共表达模块，其中green模块与未发酵蔗渣诱导显著正相关，blue模块与发酵甘蔗渣诱导显著正相关，magenta和turquoise模块与发酵杉木诱导显著正相关。GO富集分析结果表明，turquoise模块内基因显著富集到尿素跨膜转运子活性、甲基转移酶活性和单加酶活性等，blue模块基因显著富集到水解酶活性和β-甘露糖苷酶活性。KEGG通路富集分析结果表明，blue模块内基因显著富集的通路有半乳糖代谢、果糖和甘露糖代谢、苯丙氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢等。通过构建互作网络图挖掘到12个核心基因，其可能参与了基质降解及相关基因的表达调控。【结论】不同木质纤维素类型显著影响了广叶绣球菌木质纤维素降解基因的差异表达轮廓，这种差异反映了广叶绣球菌对不同木质纤维素特异的降解策略。     

广叶绣球菌不同生长阶段栽培基质中代谢物差异分析

【背景】栽培基质的利用是广叶绣球菌(Sparassis latifolia)栽培中重要的生理过程，但栽培过程中基质代谢物的变化尚不清楚。【目的】通过不同生长阶段栽培基质中差异代谢物分析挖掘关键代谢物，为广叶绣球菌基质利用机理研究提供理论参考。【方法】利用UHPLC-MS/MS技术分析广叶绣球菌菌丝(Myc)、原基(Pri)和子实体(FB)生长阶段栽培基质中代谢产物的变化，通过不同数据库进行代谢物注释并进行KEGG通路富集分析。利用LC-MS/MS技术检测不同发育阶段绣球菌中植物类激素含量。【结果】三个不同栽培阶段基质中共鉴定出代谢产物1 360个。不同比较组(Pri vs. Myc、FB vs. Myc和FB vs. Pri)间共有的差异代谢产物179个，含量最高的50个代谢物主要包括氨基酸、脂质、吡喃酸、吡喃酮和植物类激素等物质。其中氨基酸含量在Myc、Pri和FB阶段基质中逐渐降低，而吡喃酸和吡喃酮类化合物含量逐渐升高。植物类激素中的赤霉素在Pri和FB阶段基质中含量较高，茉莉酸在Myc阶段基质中含量较高。对不同发育阶段绣球菌植物类激素进行检测，发现赤霉素GA7仅在原基中检测到，1...