草菇基因组中11个漆酶同源基因的生物信息学分析及铜离子对其表达的影响

通过分析草菇基因组中11个漆酶同源基因所编码的蛋白的性质、转录调控元件和测定铜离子存在条件下的草菇漆酶活性及11个漆酶基因的转录水平,揭示了草菇漆酶基因的各自特性、差异以及基因功能与进化机制。分析表明,这11个漆酶同源基因编码的蛋白具有508–562aa个氨基酸,分子量和理论等电点分别为56.25–60.75kDa和4.51–6.18(未经翻译后修饰),且都具有真菌漆酶铜离子结合区域的特征序列、4个能够结合催化底物的环形结构以及信号肽序列,都属于分泌性的胞外蛋白,但其底物结合位点数目、loop序列的一致性、跨膜区域数目和位置以及信号肽位置等存在较大差异。草菇11个漆酶起始密码子上游2 000bp的序列中含有真核生物的基本转录调控元件(TATA‐box,CAAT‐box及GC‐box)和多个潜在的调控元件(MRE、XRE、STRE、HSE、ARE、TRE、NIT元件等),但每个基因所含调控元件数目及种类各有不同。在液体培养条件下,铜离子能够诱导除vv‐lac2、vv‐lac3和vv‐lac7之外的其余8个草菇漆酶基因的表达,且适宜浓度的铜离子有助于草菇漆酶活性的增加。     

草菇MAPKKK同源基因的克隆及序列分析

根据担子菌丝裂原活化蛋白质激酶激酶激酶(MAPKKK)蛋白的保守序列设计两对简并引物,通过巢式简并PCR方法获得草菇VV-MAPKKK基因中的保守片段,然后通过和草菇基因组信息比对,获得了VV-MAPKKK基因全长序列。VV-MAPKKK基因长度为4434bp,包含4个内含子,编码1405个氨基酸残基,推定的氨基酸序列与新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)、巴西芽生菌(Paracoccidioides brasiliensis)和异旋孢腔菌(Cochliobolus heterostrophus)的MAPKKK同源蛋白相似性分别为58%、57%和56%。对VV-MAPKKK蛋白的系统发生学分析的结果表明,VV-MAPKKK与担子菌中的Hog信号传导途径的MAPKKK同源蛋白聚在同一进化支上,这些数据都支持所获得的VV-MAPKKK为Hog-MAPKKK蛋白在草菇中的同源物的推定。     

肥皂草素对斑玉蕈菌丝体抗氧化酶活性及相关基因表达量的影响

【目的】研究肥皂草素对斑玉蕈菌丝体的活性氧代谢、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及其基因表达的影响。【方法】在摇瓶培养基中添加不同浓度的肥皂草素研究菌丝体在不同培养时间内活性氧代谢、SOD和CAT的活性及其基因表达的变化。【结果】添加肥皂草素后,在7?11 d内超氧阴离子及丙二醛(MDA)的含量整体较对照组有升高趋势,但是在13?15 d含量较对照又有所下降;肥皂草素处理的菌丝体SOD活性随着浓度的增加而逐渐增强(第9天除外),特别是在培养13?15 d更加明显;CAT活性同样随着浓度的增加而逐渐增强,特别是0.05 g/L实验组酶活性始终保持在较高的水平;不同浓度的肥皂草素都能使Mn-SOD基因、CAT基因的表达出现上调趋势,在0.05 g/L时,肥皂草素诱导Mn-SOD基因的表达与其活性的变化趋势基本一致,而CAT基因表达与其活性的变化并不一致,其活性可能受基因翻译后的修饰调控等因素的影响。【结论】肥皂草素的添加能够诱导SOD和CAT酶活性的增强及上调Mn-SOD、CAT基因的表达量,减缓菌丝培养后期活性氧和MDA的积累。     

草菇9715液体菌种培养过程的生理变化及培养终点

【背景】草菇是最具中国特色的食用菌品种之一,其消费量逐年增加,产业发展潜力巨大。液体菌种应用于草菇栽培是其工厂化生产的发展趋势,目前关于草菇液体菌种的研究主要集中在优化配方和生长条件,有关草菇液体菌种培养过程中菌丝活性的研究较少。【目的】研究草菇液体菌种培养过程中的生理活性变化,并确定其培养终点。【方法】对草菇液体菌种培养过程中菌丝体干重、蛋白含量、培养液pH值、糖度、还原糖含量、酶活性等进行测定与分析。【结果】草菇液体菌种在培养84h后,菌丝干重增长减缓,pH值、糖度、还原糖含量逐渐减少,纤维素酶和半纤维素酶活性逐渐降低,培养96 h后,菌丝体蛋白质含量呈下降趋势,培养液蛋白含量则呈上升趋势。【结论】草菇9715液体菌种培养终点应控制在84-96h,研究结果可为9715液体菌种应用于草菇工厂化生产提供重要参考。     

一类新的编码PRPs基因的分离及其在棉花纤维等组织细胞中的表达

富含脯氨酸的细胞壁蛋白(proline-rich proteins,PRPs)在植物中广泛分布,它们在建造围绕特定细胞类型的细胞壁结构上起着很重要的作用.从棉花的cDNA文库中分离了5个编码富含脯氨酸的细胞壁蛋白质基因,这5个基因推断的氨基酸序列最普遍的特点就是脯氨酸含量非常高.根据氨基酸组成、富含脯氨酸的重复单元和结构域组织的特点,将这5个蛋白质分成2个亚类:一类(包括GhPRP3-6)与典型的PRPs结构相似,由N端疏水区(或信号肽)与不同富含脯氨酸的重复序列组成;另一类(GhPRPL)与典型的PRPs结构不同,这个蛋白质的N端为亲水序列,GhPRPL在靠近C端有8个5肽(类似PPKKE)的重复基序,与典型PRPs所含有的重复序列PPVYK非常相似.实时RT-PCR(Real-time RT-PCR)分析表明,GhPRP3和GhPRP5在10dpa纤维中特异表达,而GhPRPL在子叶中优势表达.GhPRP4和GhPRP6在所分析的组织中都有表达,GhPRP4mRNA在下胚轴中最丰富,在花药中次之,而GhPRP6在10dpa纤维中表达最强,在10dpa胚珠中次之.此外,GhPRP3,GhPRP5基因表达受纤维发育调节,表明它们可能在棉纤维发育中起重要作用.     

美味牛肝菌全基因组SSR位点的分布规律研究

研究利用生物信息学方法对美味牛肝菌全基因组中的SSR位点进行了统计分析,并与其他3种担子菌基因组(灰盖鬼伞、裂褶菌、糙皮侧耳)进行了比较。结果表明,在美味牛肝菌基因组中存在2 732个SSR位点,SSR间的平均距离为17.1kb。73.02%的SSR位点分布在基因组中的非编码区,并以单核苷酸和三核苷酸重复类型为主。分布于5?或3?非编译区的SSR的相对丰度最高,为86个/Mb,而分布于编码序列的SSR相对丰度最低,为31个/Mb。同时,高通量筛选出41个长SSR位点设计引物并通过e-PCR进行了验证。最后通过与其他3种担子菌基因组相比,发现SSR数量与基因组大小无关,SSR类型都以短重复类型(单核苷酸至三核苷酸)为主,比较发现美味牛肝菌基因组中的SSR位点数量相对较多,密度也较高。     

食用菌体内抗氧化酶活性影响因素的研究进展

食用菌的菌丝和子实体在正常生长发育中会产生活性氧,但是在环境胁迫下或者贮藏运输中活性氧会大量增加,打破了活性氧的平衡,必须依靠抗氧化酶系对抗其有害作用。介绍了抗氧化酶的种类及其作用,综述了食用菌不同部位、不同发育阶段等自身因素,及温度、金属离子、采后保鲜技术等外界环境因素对抗氧化酶活性的影响,并对食用菌抗氧化酶研究前景进行展望。     

基于全基因组系统发生的草菇基因家族显著扩增

【目的】从基因组层次研究草菇低温自溶异常代谢的分子特征。【方法】对21个真菌物种进行全基因组系统发生分析,进而选取其中具有代表性的物种进行比较基因组学分析,系统研究草菇异常代谢分子特征。【结果】全基因组系统发生分析结果显示草菇位于草腐菌所形成簇的底端。基于全基因组系统发生树,由于担子菌和子囊菌属于完全不同的演化路径,所以选取担子菌中具有代表性的9个物种进行比较基因组学分析,结果显示相比于其它草腐菌,草菇基因家族具有一定的收缩趋势。进一步对不同范畴的基因家族数目进行比较,结果显示3个大于200的草菇基因家族(fam1、fam4和fam6)分别发生了显著扩增,且在总数上也显著高于其它物种,表明草菇的这一分子特征与其异常代谢相关。【结论】3个草菇基因家族(200)显著扩增提示其特定基因家族功能加强,很可能与草菇低温自溶密切相关。     

低温胁迫下草菇甘油‐3‐磷酸酰基转移酶基因表达变化的研究

以草菇低温敏感型V23菌株与耐低温型VH3菌株为试验材料,将二者菌丝体置于冰浴中进行不同时间的低温胁迫处理。首先提取RNA,反转录为cDNA,然后构建含有微管蛋白(tubulin,TUB)基因片段和甘油‐3‐磷酸酰基转移酶(glycerol‐3‐phosphate acyltransferase,GPAT)基因片段的质粒,最终对GPAT基因在低温胁迫不同处理时间下的表达进行定量。结果表明,耐低温型的VH3菌株,在低温处理2h时,GPAT基因相对表达量上升,4h,表达量下降,6h上升,之后逐渐下降。低温敏感型V23菌株,在低温处理2h时,表达量下降,4h,表达量上升,此后逐渐下降;除低温处理4h外,V23菌株的GPAT基因表达量始终低于VH3菌株,初步推测GPAT基因的高表达与草菇的耐低温能力相关。     

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。