重伞灵芝线粒体基因组在灵芝种间鉴定中的应用

线粒体是“动力工厂”,能够进行氧化代谢实现能量的转化,参与三羧酸循环形成ATP。随着分子生物学和生物信息学技术的发展,担子菌灵芝属中已有几种灵芝的线粒体基因组被相继报道,但尚未有对重伞灵芝线粒体基因组的报道。本研究通过对重伞灵芝YX线粒体基因组进行组装注释,比较分析了与其他灵芝属物种的差异,根据差异序列构建分子标记对重伞灵芝菌株快速鉴定。结果显示重伞灵芝线粒体基因组大小为67 340bp的闭合环形结构,含有15个普通蛋白编码基因,28个tRNA基因,以及rRNA的大小亚基基因。共5个基因含有12个内含子,主要为IB型,部分为ID型,包含LAGLIDADG_1 superfamily、GIY-YIG_Cterm superfamily保守结构域。根据重伞灵芝线粒体cox2基因设计的特异性引物扩增结果显示：4株重伞灵芝的cox2基因片段均可准确扩增,且扩增不出其他灵芝物种的cox2基因片段。基于各灵芝菌株线粒体cox2基因序列构建系统进化树,可以将4株重伞灵芝归在同一分支上,并且同源性为98%,与ITS鉴定结果一致。可见,基于线粒体基因cox2特异性引物可以快速地对重伞灵芝进行鉴定,且只需通过观察扩增条带的有无,无需测序,省时省力。     

灵芝线粒体及其对菌丝生长、主要活性成分影响的分析

线粒体是为细胞提供能量（ATP）的细胞器,携带着自己的DNA——mtDNA,已有多种灵芝属菌株的线粒体基因组相继报道,但对于种内的线粒体基因组的分析较少,对核相同、线粒体不同的菌株间差异的研究也鲜有报道。本研究对两株灵芝线粒体基因组进行组装注释,根据差异片段构建分子标记进行种间分类。结果显示：两株灵芝线粒体基因组大小分别为49 233bp、61 563bp的闭环结构,含有15个常见蛋白编码基因,rRNA大小亚基基因及26个携带氨基酸的tRNA基因,其差异区段主要为内含子序列、大亚基及基因间区。根据cob、cox2基因序列能够进行灵芝种间区分,用于灵芝种间鉴定。本研究还根据灵芝119、灵芝无孢的单核菌株构建同核异质体（TY-119、TY-W）,分析线粒体对菌落形态、菌丝生长速度及多糖、三萜成分的影响,结果显示：同核异质体TY-W与TY-119菌落形态上有一定差异,同核异质体TY-W菌丝生长速度为4.77mm/d,是TY-119菌丝生长速度4.50mm/d的1.06倍,同核异质体TY-119菌丝、子实体阶段多糖含量分别为4.45mg/g、12.14mg/g是TY-W菌丝体多糖含量（3.23mg/g）的1.38倍、子实体多糖含量（10.24mg/g）的1.19倍;同核异质体TY-W菌丝、子实体阶段的三萜含量分别为6.82mg/g、11.45mg/g是同核异质体TY-119菌丝体三萜含量（9.26mg/g）的0.74倍,子实体三萜含量（9.10mg/g）的1.26倍。利用高效液相色谱分析同核异质体中灵芝酸含量显示同核异质体TY-W灵芝酸A、灵芝酸E、灵芝酸F含量分别为3.77μg/mL、14.29μg/mL、12.91μg/mL;是TY-119灵芝酸A含量（2.59μg/mL）的1.46倍、灵芝酸E含量（13.65μg/mL）的1.17倍、灵芝酸F含量（12.72μg/mL）的1.06倍。对同核异质体菌丝、子实体阶段多糖、三萜合成通路关键基因（pgm、ugp、gls、hmgs、hmgr、mvd、fps、sqs）表达量进行检测,显示两菌株间多数基因具有显著性差异。结果表明线粒体的不同会影响灵芝菌落形态、菌丝生长速度及多糖、三萜的含量,有助于我们进一步研究线粒体基因组。     

角鲨烯合成酶特异性mU6-siRNA真核表达载体的构建及鉴定

利用RNA干扰技术靶向构建角鲨烯合成酶基因ERG9特异性真核表达载体。将针对粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe Linder)ERG9不同部位所设计的3对siRNA序列通过重组技术克隆到质粒mU6 pro中构建真核表达重组体mU6 ERG9 siRNA1、2、3,转化DH5α菌株扩增,提取质粒通过限制性酶切和测序分析对重组表达载体进行鉴定,分析结果表明3个表达载体的设计基因插入正确,成功构建了ERG9特异性真核表达载体mU6 ERG9 siRNA,重组体的成功构建为在裂殖酵母细胞中靶向RNA干扰角鲨烯的合成从而提高辅酶Q10合成途径的代谢通量打下基础。     

低温胁迫诱导肺形侧耳合成麦角甾醇的通路分析

本文以肺形侧耳栽培菌株X57为研究对象,对其低温胁迫时期进行转录组分析,发现差异基因显著地富集到麦角甾醇合成通路。根据麦角甾醇合成通路的相关信息,在肺形侧耳中筛选出该通路的17个基因,并推测了肺形侧耳的麦角甾醇合成通路。利用荧光定量研究了X57栽培袋在低温处理下该通路上各个基因的表达,结果显示随着低温胁迫时间的增加,该通路上大部分基因的表达量持续上升,且差异显著。检测栽培袋中菌丝麦角甾醇含量发现,低温胁迫显著提高麦角甾醇的含量,与RNA‐Seq分析结果一致。此外,以无需打冷也能整齐出菇的野生菌株X1为对照,比较X57与X1的麦角甾醇基因对冷胁迫的响应情况,探究麦角甾醇合成通路是否在肺形侧耳低温诱导形成原基时期具有关键性作用。将X57与X1菌株置于PDA平板上培养并进行低温胁迫,利用荧光定量PCR对各个基因表达进行验证,结果显示两个菌株的麦角甾醇合成通路相关基因均对低温胁迫有响应,X57低温胁迫时通路中绝大多数基因的表达量上升,且大部分基因表达量提高2倍以上;X1菌株的通路中的表达量变化较小。由此推测麦角甾醇通路在肺形侧耳变温结实中低温刺激形成原基有一定作用,为深入研究肺形侧耳低温胁迫调控分子机理提供了重要的基础。     

冠层位置对5种阔叶树叶片解剖结构与氮含量的影响

不同树冠位置的叶片为了达到功能的最大化,形成了不同的结构与功能的特征。然而,在相同的环境条件下,不同树种之间叶片对环境的反应是否存在一致规律,我们仍然缺乏了解。本研究采用石蜡切片和化学分析方法,对东北林区5个常见阔叶树种（蒙古栎、白桦、水曲柳、胡桃楸和黄波罗）不同树冠位置叶片的形态（叶厚度）、解剖（气孔密度、保卫细胞长度、栅栏和海绵组织厚度）和氮（N）含量特征进行了研究。结果表明：叶片的特征在种间和种内不同树冠位置均存在明显差异,并存在较强的规律性。在种内,5个树种的叶片和栅栏组织厚度均是上层外部最大,而保卫细胞和海绵组织的变化不明显,N含量的变异与树种有关。叶片所处的树冠高度和暴露程度对叶片的结构与N含量变异有重要影响。树种之间,蒙古栎的气孔密度最大,叶片厚度和海绵组织厚度最小,保卫细胞最短,黄波罗恰恰相反。结果表明,为了更好地执行整个树冠的功能,不同树种叶片均出现了与冠层位置有关的结构特征适应。     

灵芝子实体多糖对小鼠急性酒精肝损伤预防的代谢组分析

灵芝多糖是灵芝的主要药理活性成分之一。本研究通过检测血清指标分析灵芝子实体多糖（Ganoderma lingzhi fruitbody polysaccharides,GLFPS）对小鼠急性酒精性肝损伤的预防作用并结合代谢组学探究作用机制。结果显示,GLFPS显著抑制因酒精作用而升高的小鼠血清中ALT、AST、TG、TC和ADH水平。通过代谢组分析,在模型组与对照组中得到85个差异代谢物,其中三磷酸腺苷（adenosine triphosphate）、L-天门冬氨酸（L-aspartic acid）以及赖氨酸（L-lysine）等在相互作用网络中起重要作用,说明酒精能引起小鼠肝脏腺苷和氨基酸代谢的改变。GLFPS组与模型组有58个差异代谢物,主要包括脂质和有机氧化物,说明GLFPS可以通过调节小鼠肝脏中脂质与有机化合物代谢来预防急性酒精肝损伤。对差异代谢物进行KEGG富集分析发现主要涉及胆碱代谢、甘油磷脂代谢和ABC转运蛋白。GLFPS能够有效缓解这3个代谢通路中因酒精作用发生明显改变的代谢。综上可见,灵芝子实体多糖能够通过调节小鼠胆碱代谢、甘油磷脂代谢以及部分ABC转运蛋白有效预防酒精性肝损伤。     

肺形侧耳线粒体基因组多态性鉴定

线粒体是能量转化与ATP形成的重要场所,已有多种食用真菌的线粒体基因组被相继组装注释,但肺形侧耳的线粒体基因组鲜有报道。本研究对野生肺形侧耳X2菌株的线粒体基因组进行组装并注释,由野生菌株X2与主栽菌株JX线粒体大片段差异序列,构建分子标记来鉴别野生和主栽肺形侧耳菌株。结果显示X2的线粒体基因组为大小75 709bp的闭合环状结构,含有rRNA的大小亚基基因,25个负责携带氨基酸的tRNA基因以及14个常见蛋白编码基因,在cox1基因上含有9个内含子。内含子主要为IB型,包含LAGLIDADG_1 superfamily、GIY-YIG_Cterm superfamily保守结构域。位于菌株X2与JX内含子和基因间区上的大片段差异序列,是造成种内线粒体多态性的主要因素。根据两菌株的差异片段构建系统进化树的结果显示,内含子、rnl-trnX、trnD-atp6序列能够将两株野生菌株和其他主栽菌株区分开,可用于野生肺形侧耳种内鉴定,而且trnD-atp6效果最佳。