斑玉蕈工厂化栽培中的致病微生物

斑玉蕈Hypsizygus marmoreus是我国重要的工厂化栽培食用菌之一,在栽培过程中发生污染将为生产企业带来经济损失。为对实际生产中的斑玉蕈病害进行溯源和防控,本研究采集了一家大型生产企业在3个不同省市产地发生污染的菌种或子实体样品,结合分子测序和形态特征观察对分离到的微生物进行鉴定,并通过平板对峙实验分析了菌株对斑玉蕈菌丝生长的影响。从样品中共分离得到了11株可疑致病微生物,包含10株细菌和1株真菌,分布于3个科7个属,优势科为肠杆菌科Enterobacteriaceae,优势属为芽胞菌属Bacillus,其中2株细菌可能分别为芽孢杆菌属和肠杆菌属Enterobacter新种。对峙实验显示7株细菌和1株真菌对相应宿主斑玉蕈菌株的菌丝生长有明显的抑制作用。结合生产过程,提出培养料的配制、灭菌和出菇管理阶段是斑玉蕈栽培中预防病害的3个关键控制点。在秋冬季气温较低时适当延长培养料的灭菌升温时间,在夏季菇房需要设备降温时加强对出菇过程中栽培环境尤其是水体的严格管理,有助于降低斑玉蕈工厂化栽培的病害发生率。     

香菇基因组中L-半胱氨酸亚砜裂解酶同源蛋白的生物信息学分析

L-半胱氨酸亚砜裂解酶（L-cysteine sulfoxide lyase,C-S lyase）是香菇中含硫风味物质生物合成途径的关键酶之一。本文基于6个不同香菇菌株的全基因组测序数据,挖掘了24个潜在的香菇L-半胱氨酸亚砜裂解酶（Lentinula edodes C-S lyase,Lecsl）同源基因,对其编码蛋白的生理生化特性、信号肽、跨膜结构域、转录活性、分子进化、保守基序和蛋白三级结构等方面进行了分析。结果发现,这24个香菇Lecsl同源蛋白含有相同的蛋白结构域（IPR015424和IPR000192）,都属于L-半胱氨酸脱巯基酶家族（PTHR43092:SF2）,都不含信号肽和跨膜结构,但它们的蛋白稳定性有所不同。对24个Lecsl同源蛋白进行聚类分析发现,其中的11个组成了新的进化分支,这一分支的Lecsl同源蛋白在香菇的菌丝体或子实体中有转录活性,且含有蒜酶和L-半胱氨酸脱硫酶的保守基序19,推测这一分支的Lecsl同源蛋白在香菇中具有催化产生含硫风味物质和内源性甲醛的活性。进一步分析发现,这一分支又分为两个亚支,其中一支包含已发现的Lecsl/LE01_CSL1,并且在香菇的菌丝体和子实体阶段都有转录活性;另一个亚支上的C-S lyase同源蛋白仅在菌丝体中有转录活性,推测这两个亚支的L-半胱氨酸亚砜裂解酶分别在香菇生长发育的不同阶段发挥催化作用。通过三维结构的解析,阐明了Lecsl中保守基序19亦是使蒜酶产生催化活性的关键结构域,并且利用分子动力学模拟的方法,预测保守基序19中的Asn3、Gln5和Ser6是香菇C-S lyase产生催化活性的关键氨基酸残基。     

球状香菇菌株的氨基酸特征分析及蛋白质品质评价

比较分析香菇球状菌株与正常菌株的形态特征、氨基酸特征和蛋白质品质,并基于现行国际氨基酸模式谱,采用蛋白质的氨基酸评分（amino acid score,AAS）、氨基酸比值系数分（ratio coefficient of amino acid,SRC）、IOM（Institute of Medicine）模式评分、化学评分（chemical score,CS）、必需氨基酸指数（essential amino acid index,EAAI）以及蛋白质校正氨基酸计分（protein digestibility corrected amino acids score,PDCAAS）多种指标进行评价。结果表明：与正常菌株相比,球状菌株形态上没有菌褶和菌柄的分化,同时营养成分也发生了变化,就粗蛋白含量而言,球状菌株为正常菌株的1.37倍（分别为32.32%和23.60%）;就平均总氨基酸含量而言,球状菌株（209.58mg/g）是正常菌株（163.10mg/g）的1.28倍。这些球状菌株的特征可作为新品种的培育材料进一步被利用。     

基于遗传多样性构建金针菇的核心种质群体及分子身份证

金针菇Flammulina filiformis是我国产量最高的工厂化栽培食用菌。为提高优良工厂化栽培金针菇种质的育种效率,本研究以国内外收集的105份金针菇种质为材料,开展体细胞不亲和评价,并采用SSR分子标记的方法对所有种质进行遗传多样性分析和聚类分析。20对SSR引物在105份种质中共扩增得到209个等位基因位点,所有种质间的遗传相似系数为0.71-1.00,在遗传距离0.76处可分为5个大类群。105份金针菇种质共包含67种不同的遗传背景,野生金针菇种质比栽培种质具有更丰富的遗传多样性。基于SSR的聚类分析结果和体细胞不亲和评价结果既相互印证,又可互为借鉴。本研究构建了包含44份金针菇种质的核心种质群体,占所有供试材料的41.90%,保留了100%等位基因。核心种质群体覆盖区域广泛,最大限度地保留了原始群体的遗传多样性和表型变异,可为育种的亲本选择提供参考。进一步构建了能同时反映每份金针菇种质SSR分子标记指纹图谱、收集地区、子实体颜色和栽培性状的分子身份证编码,并转换成可视二维码,为金针菇种质的高效标识和快速溯源提供了科学依据。