漆酶同工酶基因在斑玉蕈生长发育过程中的表达分析

为了探明漆酶在斑玉蕈生长发育过程中的功能,对斑玉蕈转录测序预测的13个漆酶基因序列进行分析、鉴定和构建分子系统发育树;检测了不同生长发育时期漆酶的活性和漆酶基因表达水平。研究结果显示：13个基因片段中有10个是漆酶基因。不同的漆酶同工酶之间进化关系存在明显差异,大多数漆酶与木腐菌（金针菇Flammulina filiformis和侧耳属Pleurotus）进化关系较近。对斑玉蕈不同生长发育时期的酶活检测结果显示,从斑玉蕈的菌丝恢复期到钉头期,漆酶活性逐渐升高,而在子实体形成后期酶活逐渐降低。对培养40d、60d和80d的菌丝样品以及不同生长发育时期的样品进RT-qPCR检测,结果显示在菌丝营养生长时期,大多数漆酶基因在第40-60天表达量持续增加1-3倍,而在第60-80天时表达量出现降低的情况。而在生殖生长时期,大多数漆酶基因在转色期或者原基期相对表达量达到最大值,并在子实体期出现降低,这与漆酶活性的检测具有一致性。lcc3、lcc7、lcc8和lcc9在斑玉蕈生殖生长过程中相对表达量出现了10-100倍的上调。这说明从菌丝培养到菌丝扭结形成子实体和子实体发育的过程中,不同的漆酶可能发挥着不同的作用,表达量较高的漆酶基因可能对基质降解和子实体形成起主要作用。     

双孢蘑菇对高温胁迫的响应及耐热机理

本研究以双孢蘑菇Agaricus bisporus工厂化菌株A15和筛选得到的耐高温菌株A15-TH为研究对象,比较了高温胁迫对两个菌株菌丝生长的影响,并从氧化损伤修复及基础碳代谢-糖酵解途径两个角度探索双孢蘑菇对高温胁迫的响应及耐热机理。高温胁迫下,对照菌株A15的菌丝生长速度降低,菌丝分叉增加;而耐高温菌株A15-TH菌丝生长速度高于A15,菌丝形态优于对照菌株,表现出对高温具有一定的耐受性。对两个菌株高温胁迫下氧化损伤及抗氧化酶系统进行研究发现,高温胁迫30-90min导致对照菌株A15的三磷酸腺苷（ATP）含量下降54.4%-59.6%,线粒体复合物I、II、III活性升高,超氧阴离子（O₂^-）含量增加了34.9%-71.3%;此外高温胁迫降低了超氧化物歧化酶（SOD）的活性,影响了O₂^-的清除效率。耐高温菌株在受到高温胁迫后的氧化损伤及氧化修复效果与对照菌株不同,一方面体现在正常状态下维持较低的细胞能量代谢和较高的ROS合成量;另一方面抗氧化系统中sod1、sod2、cat1与对照菌株相比有不同程度的上调,SOD和过氧化氢酶（CAT）活性增强,可以更有效地清除过量的活性氧,减轻高温对菌丝的氧化损伤。尤其在高温胁迫120min时,A15的线粒体功能及抗氧化系统受到严重损伤,线粒体复合物I、II、III活性和CAT活性大幅度下降,但是A15-TH线粒体复合体I、III活性分别增加至正常状态下的1.4倍和8.9倍,CAT活性比对照菌株高128%,维持了正常的线粒体功能及对活性氧的有效清除。进一步研究发现高温胁迫下,双孢蘑菇菌丝的己糖激酶和丙酮酸激酶活性增加,糖酵解途径加快;耐高温菌株A15-TH在正常状态下和高温胁迫下,己糖激酶和丙酮酸激酶的活性均高于对照菌株A15,具有更活跃的碳代谢。     

大剂量维生素D3补充对糖尿病大鼠胰岛及肌肉细胞组织学的影响

目的：探讨大剂量维生素D3补充对糖尿病（DM）大鼠Lees指数及胰岛、肌肉细胞组织学的影响。方法：高糖高脂喂养结合注射链脲佐菌素的方法制备DM模型,不同浓度的维生素D3灌胃6w,HE染色观察胰岛和肌肉形态。结果：125倍和200倍维生素D3组大鼠Lees指数比DM组明显升高。各维生素D干预组胰岛和骨骼肌组织学形态明显改善。结论：适量维生素D3补充能增加DM大鼠Lees指数,恢复异常的胰岛和肌肉形态。     

热胁迫对双孢蘑菇抗氧化酶及热激蛋白基因的差异表达的影响

抗氧化酶和热激蛋白是双孢蘑菇Agaricus bisporus抵御逆境胁迫的重要蛋白,高温胁迫下菌丝会通过二者基因的差异表达来减少对自身的损伤。通过对双孢蘑菇菌丝进行40℃热胁迫处理0-120min后发现,随着热胁迫时间延长,菌丝生长速度降低、气生菌丝增多和菌丝分叉明显。转录组分析抗氧化酶和热激蛋白基因差异表达发现,在热胁迫30-60min时抗氧化酶基因gpx、ppo3和cat3与热激蛋白基因hsp、hsp70-1和hsp70-17上调表达明显,而在90-120min时抗氧化酶基因ppo1、ppo2和cat2与热激蛋白基因hsp16、hsp70-14、hsp70-3和hsp70-16上调表达明显。跟踪抗氧化酶活性发现,热胁迫能激活过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）,使酶活性提高2-3倍;同时热胁迫降低了超氧化物歧化酶（SOD）酶活性,而对多酚氧化酶（PPO）影响不明显。此外,研究还发现热胁迫能使双孢蘑菇积累更多的超氧阴离子氧化自由基（O ^2-）,从而对菌丝造成损伤。因此,双孢蘑菇在热胁迫过程中可以通过启动不同的抗氧化酶和热激蛋白基因表达来抵御高温胁迫对菌丝造成的损伤,其中CAT和POD可能起到主要清除氧化自由基的作用,对双孢蘑菇耐高温基因的初步研究为选育耐高温品种奠定基础。     

CWI和HOG信号通路基因在斑玉蕈不同发育阶段的表达模式

为了更清楚地了解MAPK信号通路中的细胞壁完整性信号通路（cell wall integrity,CWI）和高渗透压甘油（high-osmolarity glycerol pathway,HOG）信号通路对斑玉蕈菌丝成熟、原基形成和子实体发育过程的影响及调节作用,对MAPK信号通路中的CWI和HOG信号通路基因在斑玉蕈不同菌丝培养时间（40、60、80和100d）和不同生长发育关键时期（24h、菌丝恢复期、菌丝转色期、原基期和子实体期）的表达模式进行分析,以期揭示这两条信号通路基因参与调节斑玉蕈菌丝的生长、子实体的形成和发育的作用。在斑玉蕈的CWI和HOG信号通路中经分析鉴定一共获得了15个关键基因。CWI信号通路基因表达分析表明：在菌丝培养的40-100d的过程中,大部分CWI信号通路基因在第60天时表达量最高,其中rho1、ssk1、ssk2和ste20的基因表达量上调了2-5倍,在第80-100天时出现持续下降。在HOG信号通路中的大部分基因也在菌丝培养的第60天表达量达到最高。其中sho1、ste20、ssk1和ssk2基因的表达量上调最为显著,而hog1基因的表达量在菌丝培养的第40-100天呈持续下降。子实体形成过程中两条通路的大部分基因在原基形成时期表达量最高,而在子实体时期表达量下调。其中HOG信号通路中的ssk2基因表达量上调最为显著。以上结果说明在菌丝生长过程中第60天时菌丝细胞生长增殖最为旺盛,而在第80天开始菌丝细胞基本开始停止生长,菌丝也逐渐达到成熟。同时在菌丝增殖生长过程中,斑玉蕈持续地上调CWI信号通路基因的表达来调控菌丝细胞壁的完整性,从而控制菌丝细胞壁的形成。其中bck1、mkk1和slt2基因可能对斑玉蕈菌丝细胞的分裂增殖和细胞壁的形成以及诱导子实体形成起到关键作用。     

不同基质栽培的猴头菌子实体多糖理化性质和体外免疫活性

【背景】猴头菌多糖是猴头菌(Hericium erinaceus)中主要的活性成分,具有提高免疫力、抗肿瘤、降血糖、抗突变、抗衰老等多种功效。目前对于猴头菌多糖的研究主要集中在结构分析上,有关不同基质栽培对于猴头菌子实体多糖理化性质的影响鲜见报道。【目的】研究不同基质栽培的猴头菌子实体多糖的理化性质和体外免疫活性,筛选出高产优质猴头菌的栽培配方。【方法】采用7种不同配方的基质经工厂化栽培获得不同的猴头菌子实体,对其子实体产量和粗多糖含量进行统计和分析测定,并对7种不同基质栽培获得的猴头菌子实体多糖的分子量分布及单糖组成等理化特征进行分析,比较其对刺激RAW264.7巨噬细胞株释放NO的差异。【结果】综合各项指标表明,配方2 (木屑30%,玉米芯40%,棉籽壳15%,玉米粉2%,麸皮6%,米糠5%,石膏1%,石灰1%)和配方7 (玉米芯39%,棉籽壳10%,麸皮10%,米糠30%,大豆皮5%,甜菜渣4%,碳酸钙2%)栽培获得的猴头菌子实体具有较高的多糖含量和活性。【结论】所选配方适合作为栽培猴头菌深加工原料的培养基质。     

信息素信号通路基因在斑玉蕈生长发育过程中的差异表达

为了更清楚地了解斑玉蕈菌丝成熟、原基形成和子实体发育的过程,本研究对不同菌丝培养时期的栽培瓶进行出菇实验,并对其不同培养时期和生长发育关键时期的信息素通路基因进行差异表达分析,以期揭示信息素信号通路基因参与调节斑玉蕈菌丝的生长、子实体形成和发育的作用。研究结果表明：斑玉蕈菌丝培养40-80d过程中,子实体产量呈上升的趋势,说明菌丝的成熟程度对产量会产生重要影响。对斑玉蕈基因组中的信息素信号通路基因进行分析鉴定共获得了8个关键基因。信息素通路基因差异表达分析表明：在菌丝培养40-80d过程中,大部分信息素信号通路基因在第60天时表达量最高,其中ste20、cdc24和ste12上调了4-20倍,而在第80天出现下降。从菌丝恢复到扭结形成原基和子实体发育的过程中,大多数基因在原基时期表达量最高,其中ste20、cdc24、ste11和ste12表达量上调最为显著,在子实体成熟期这些基因表达量下降。因此,这说明在菌丝营养生长过程中,在第60天菌丝细胞增殖生长最为旺盛,而在第80天菌丝细胞基本停止生长,菌丝也逐渐达到成熟。同时,在菌丝生殖生长过程中,斑玉蕈持续地上调信息素通路基因表达使菌丝细胞不断地分裂增殖,从而使新生的菌丝扭结形成原基,其中ste3、ste20、cdc24、ste11和ste12基因可能对斑玉蕈菌丝细胞的分裂增殖和诱导子实体形成起到关键的作用。