香菇菌丝后熟转色的转录组分析

香菇是世界第二大栽培食用菌,其菌丝后熟转色是其特有的栽培过程,并对其产量和品质至关重要。为了进一步了解香菇后熟转色形成的机制,本研究利用Illumina二代高通量测序平台,对初始未转色菌丝(LE118)、光照下转色菌丝(LE313C)、黑暗下未转色菌丝(LE313W)进行转录组测序,以香菇单核体W1-26基因组为参考基因组进行转录组有参分析,共鉴定出2 215个差异表达基因,LE313C比LE118、LE313C比LE313W、LE313W比LE118中分别有1 216、1 507、1 054个基因差异表达。GO富集分析表明,差异表达基因显著富集碳水化合物代谢过程、氧化还原酶活性、水解酶活性、过氧化物酶活性等。KEGG分析发现芳香族化合物的降解在LE313C比LE313W中被显著富集。在LE313C比LE118即香菇菌丝后熟转色发育过程中,筛选出关键差异表达基因包括糖苷酶、疏水蛋白、P450、漆酶、谷氨酸脱氢酶等,表明这些差异基因在香菇菌丝的后熟转色中可能行使重要的生物功能。本研究为进一步研究香菇菌丝后熟及转色形成的机理提供了重要依据。     

香菇菌丝后熟转色形成的活性氧作用与自噬特征

为了解活性氧(reactive oxygen species,ROS)在香菇菌丝后熟转色形成中的作用及其自噬细胞学特征,以香菇工厂化菌株KS11为研究材料,分析其在菌丝后熟转色过程中4个时间点(30、45、60、75 d)的活性氧含量(ROS)、丙二醛(MDA)含量、NADPH氧化酶浓度、抗氧化酶活性以及外源活性氧和DPI对其影响的表型试验,利用透射电镜观察该过程菌丝细胞自噬特征变化,并运用实时荧光定量PCR对自噬基因Atg8的表达水平进行比较分析。结果表明:(1) H₂O₂作为主要的活性氧因子在菌丝后熟转色形成中呈现显著动态变化,后熟转色过程中不断升高,并在转色中第60天呈高峰值。(2) NADPH氧化酶浓度与H₂O₂含量变化呈紧密正相关。(3)外源施加一定浓度H₂O₂显著促进香菇菌丝后熟转色,且DPI作为NADPH氧化酶抑制剂显著抑制了香菇菌丝后熟转色的发生。(4)香菇菌丝后熟转色过程中,细胞自噬特征逐渐增强,并在转色中后期最显著。上述结果表明以H     

盐胁迫下两个甜瓜品种转录因子的转录组分析

利用新一代高通量测序手段——转录组测序（RNA-Seq）技术研究在300 mmol.L-1NaCl胁迫下两个甜瓜（Cucumis melo L.）品种‘玉露’和‘冰雪脆’的转录因子基因表达变化。这两个甜瓜品种在叶绿素荧光参数上的差异表明其在盐胁迫下有不同的生理反应。转录组测序结果表明,盐胁迫与对照相比,‘玉露’共有属于19个转录因子家族的56个转录因子基因表达发生变化（在转录水平,属于7个转录因子家族的22个转录因子上调表达,属于14个转录因子家族的34个转录因子下调表达）。‘冰雪脆’有属于20个转录因子家族的47个转录因子基因表达发生变化（在转录水平上,属于5个转录因子家族的17个转录因子上调表达,属于17个转录因子家族的30个转录因子下调表达）。盐胁迫下,两个甜瓜品种差异表达的转录因子既表现特异性,也存在部分重叠。‘玉露’有29个转录因子特异响应,‘冰雪脆’有20个特异响应。盐胁迫响应重叠的转录因子有27个,其中9个上调表达,18个下调表达。采用实时荧光定量PCR对几个转录因子进行了盐胁迫下的表达检测,其趋势与转录组分析结果基本一致。     

基于转录组分析香菇不同漆酶活性单核菌丝体基因表达

漆酶是香菇生长发育过程中一种重要的木质素降解酶,其活性高低对于香菇木质素降解能力和香菇品质形成具有重要作用。为探讨香菇不同漆酶活性的单核菌丝体基因表达变化,对漆酶活性存在差异的单核菌丝体进行转录组测序分析,共获得15 522个注释基因。GO（gene ontology）分析表明差异基因在氧化还原酶活性节点大量富集,包括参与木质素降解的酶类及55个细胞色素P450基因;KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）分析发现淀粉和蔗糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化途径中糖苷水解酶、UDPG脱氢酶等基因上调表达。通过搜索转录因子数据筛选到172个差异表达的转录因子,预测了可能与漆酶结合的bZIP、C₂H₂、C₄转录因子家族。由此推测,在漆酶高产单核菌株中木质素降解和碳水化合物代谢的相关基因的表达发生变化,及糖醛酸和磷酸戊糖途径相关基因上调表达,促进了木质素降解产物高效转化成糖、核酸等生物大分子,有助于香菇菌丝体的生长,转录因子在漆酶活性调控中起了重要作用。本研究为深入理解香菇漆酶高产菌株的生理代谢机制提供了重要的基因数据资源。     

哺乳动物转录因子DNA结合谱

基因差异表达是生物发育和对刺激作出应答的分子基础,转录因子在这种基因差异表达中发挥着重要的调控作用。因此,要弄清楚转录因子调控基因差异表达的机理,就必须鉴定出它们全部的靶基因并构建其操纵的转录调控网络。对基因组DNA的序列特异性结合是转录因子调控基因转录的关键环节,因此,要鉴定转录因子的靶基因,就必须从它们与DNA相互作用的分子水平,鉴定它们能够识别并结合的全部DNA序列,即转录因子DNA结合谱。近年来随着DNA微阵列芯片和高通量DNA测序技术的产生和快速发展,出现了建立转录因子体内及体外DNA结合谱的一系列革命性的新技术,对该领域的研究带来重大影响。这些新技术主要包括建立转录因子体内DNA结合谱的染色质免疫沉淀-芯片技术(ChIP-chip)和染色质免疫沉淀-测序技术(ChIP-Seq),以及建立转录因子体外DNA结合谱的双链DNA微阵列芯片技术(dsDNA microarray)、指数富集配体系统进化-系列分析基因表达技术(SELEX-SAGE)、结合-n-测序技术(Bind-n-Seq)、多重大规模并行SELEX技术(MMP-SELEX)、凝胶迁移实验-测序技术(EMSA-Seq)和高通量测序-荧光配体互作图谱分析技术(HiTS-FLIP)。文章将对这些新技术做一综述。     

香菇HMG-box转录因子lelcrp1基因的功能

【目的】研究香菇(Lentinula edodes) HMG-box转录因子LELCRP1 (Lentinula edodes lignocellulase genes regulation protein 1)在木质纤维素降解相关酶基因表达中的功能与作用。【方法】通过double-joint及同源重组方法构建lelcrp1基因RNAi载体,采用根癌农杆菌介导转化的方法转入香菇异核菌株W1菌丝中,筛选得到RNAi转化子,通过Southern杂交检测插入片段在菌株W1基因组中的拷贝数量。采用荧光定量PCR检测RNAi转化子木质纤维素降解酶基因表达水平变化,并在含有3.5μg/mL潮霉素的MYG平板上测定RNAi转化子的菌丝生长速度。【结果】获得了4个lelcrp1基因表达水平与出发菌株W1相比显著下调6–7倍的RNAi转化子。Southern杂交结果显示,lelcrp1基因RNAi片段已成功整合至香菇菌株W1基因组内,并以单拷贝形式存在。对其中2个RNAi转化子的26个木质纤维素降解酶基因表达水平进行分析,发现其中9个纤维素酶基因、1个半纤维素酶基因、2个辅助酶AA9基因和1个锰过氧化物酶基因的表达水平均表现出明显的下调。平板生长试验表明,RNAi转化子菌丝生长速度均显著慢于出发菌株W1。【结论】通过RNAi技术成功抑制了香菇异核菌株中lelcrp1基因表达水平,并导致部分纤维素及木质素酶基因表达水平相应下调,首次发现HMG-box结构域的转录因子能调控木质纤维素降解相关酶基因表达。     

单细胞转录组分析研究进展

目前常规的转录组分析方法无法揭示单个细胞之间基因表达的异质性,也难以对极少量细胞进行分析,单细胞转录组分析技术为此提供了有效的研究工具。对单细胞转录组分析技术的历史、发展、策略、方法和应用进行综述。     

基于转录组数据藏波罗花WRKY转录因子鉴定与表达分析

为了解在藏波罗花中转录因子WRKY基因家族的结构和组织特异性表达情况,进而为其特征成分萜类化合物的合成与调控提供一定的借鉴,本研究从藏波罗花的转录组数据中共鉴定出了38个WRKY转录因子,进行生物信息学分析。根据WRKY转录因子保守结构域将38个藏波罗花WRKY转录因子分为三类（Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ）,长度为115～623。表达量分析结果表明,有16个转录因子在叶和根中差异表达,其中10个在叶中显著上调,6个在根中显著上调。选取了5条WRKY转录因子进行qRT-PCR验证,结果与转录组数据相一致,表明转录组数据可靠。这些在藏波罗花中不同组织之间的差异WRKY转录因子可能在应对极端环境和介导组织特异性次生代谢产物方面发挥作用,这也为后续探究植物在应对高海拔极端环境和次生代谢产物的合成与积累提供一定的帮助。     

植物细胞核雄性不育相关bHLH转录因子研究进展

雄性不育广泛存在于种子植物中。植物雄性不育不仅是植物生殖发育研究的重要内容,同时也可作为杂种优势利用的有效工具,因而具有重要的理论和应用价值。bHLH转录因子家族是植物中成员最多的转录因子家族,在植株的整个生长发育过程中起着重要的调控作用。本文介绍了拟南芥、水稻、玉米等几种重要模式植物bHLH转录因子调控雄蕊发育的作用机制,并重点阐述其功能异常引起细胞核雄性不育的分子机制,以期为作物育种与理论研究提供参考。     

过表达漆酶基因Lelcc1的香菇菌株构建及表型分析

真菌漆酶（laccase）是一种多酚氧化酶,在真菌生长发育中具有重要作用。本研究采用根癌农杆菌介导转化的方法,以香菇Lentinula edodes菌株W1为受体菌株,在Leactin基因启动子调控下过表达Lelcc1基因;对其中7个单拷贝插入的转化子进行qRT-PCR分析,7个Lelcc1基因表达量较出发菌株W1均上调了1.5-8倍。进一步分析了这7个转化子的遗传稳定性;挑取了3个稳定的转化子进行表型分析,主要包括不同培养基中的生长速度、代料栽培过程中菌棒转色程度、以及透射电镜观察菌丝细胞的超微结构。发现转化子和受体菌株W1的生长速度无显著差异,但代料栽培过程中转化子较W1转色更快,菌棒表面颜色更深;透射电镜观察菌丝细胞的超微结构发现在细胞壁厚度、细胞膜形态等方面,其中两个超量表达转化子与W1间存在显著差异。结果表明,香菇Lelcc1基因可能参与了转色过程中色素合成或积累,也可能与细胞壁形成有关。     

Characterization of brown film formed by Lentinula edodes

Lentinula edodes is a widely-produced mushroom in China that forms a brown film via pigment accumulation on mature mycelial surfaces to ensure high-quantity and high-quality fruiting body formation. Here, ultraviolet–visible, infrared spectra, and elemental analyses predicted that the pigment in the brown film was melanin. Electron microscopy revealed the size, morphological characteristics, accumulation, and morphogenesis of electron-dense material, which were similar to those of melanin, as well as subcellular structural changes during brown film formation. The electron-dense material appeared as granules, vesicles, and polymers. The accumulation of electron-dense materials on the cell wall was followed plasmolysis, plasma membrane disruption, electron-dense material accumulation in the interstitial space, and gradual accumulation on the outer cell wall. Dolipore septa degradation and morphogenetic cell death occurred during browning. In the final stage of browning, the dolipore septum disappeared and the cell was nearly empty. This study provides a cytological foundation for evaluating the regulation of brown film formation in L. edodes.     

香菇主要栽培菌株遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP技术分析了收集到的31个主要香菇栽培菌株的DNA多态性。采用6对引物共扩增得到了443条DNA带,其中共有条带为189条,多态性比率为57.34%,说明收集到的香菇菌种具有一定的遗传多样性,它们之间存在一定的遗传差异。用平均连锁聚类法构建了所有样本的遗传相关聚类图,以0.80的相似性为切割点,31个菌株可分成4个类群,类群Ⅰ主要由上海农科院食用菌研究所和福建三明真菌研究所提供的香菇菌种组成,类群Ⅱ全部由收集到的日本栽培品种组成,类群Ⅲ由浙江庆元与福建三明真菌所的菌种组成,类群Ⅳ为上海农科院食用菌所的7402。本研究为香菇遗传信息数据库的建立奠定基础,为优良品种选育和亲缘关系的研究提供分子生物学依据。AFLP技术通过不同菌株的指纹图谱的不同能够有效分辨其基因型,可为香菇的栽培菌株质量监测和菌种鉴定提供快速有效的技术手段,从而为规范食用菌菌种生产管理提供科学依据。     

香菇不同发育阶段子实体多糖的理化性质及体外免疫活性研究

香菇多糖是从香菇菌丝体或子实体中提取纯化得到的高分子葡聚糖,作为香菇主要的生物活性物质,具有提高免疫力、抗病毒、抗氧化和抗真菌等生物活性。本研究对幼菇期、菌褶期、采收期、成熟期和开伞期5个不同发育阶段香菇粗多糖含量、理化性质和体外免疫活性进行比较分析。结果表明,其粗多糖含量、理化性质和体外免疫活性具有明显差异。粗多糖得率呈现先增加后降低的趋势,菌褶期得率最高;粗多糖含量也呈现先增加后降低的趋势,成熟期含量最高;多糖的分子量因发育期不同而有较大差异,发育后期所得粗多糖分子量千万级以上组分的比例增加,分子量百万级和十万级的多糖组分比例降低;不同发育阶段香菇子实体多糖的单糖组成均包含果糖、半乳糖、葡萄糖和甘露糖4种单糖,且都以葡萄糖为主;5个阶段的多糖组分均有较好的体外免疫活性,其中幼菇期粗多糖在浓度500μg/mL时表现出最高的体外免疫活性。本研究探讨了香菇不同发育阶段子实体多糖的理化性质及体外免疫活性,为香菇采收期的确定及香菇多糖的制备与利用提供理论依据。     

利用加权基因共表达网络分析方法挖掘香菇发育不同阶段的关键基因

香菇是世界产量第二大食用菌,栽培历史悠久.在木屑袋料栽培模式下,香菇发育可以分为菌丝生长期(G)、菌丝褐化期(B)、原基形成期(P)以及出菇期(FB)4个阶段.褐化期和原基形成期是香菇从营养生长期到生殖生长两个关键发育阶段,对香菇子实体产量和质量至关重要.本研究以3种不同栽培材料为重复,对香菇发育的前3个阶段进行了转录...     

中国香菇种质资源中两种主要病毒的携带情况检测

香菇病毒病通常具有潜隐性特征,携带病毒的香菇菌株往往并不表现出明显症状,但一旦爆发常造成较大经济损失。本文采用RT-PCR检测技术,系统分析了中国香菇野生种质及栽培种质中两种主要病毒Lentinula edodes mycovirus HKB（LeV-HKB）和L. edodes partitivirus 1（LePV1）的携带情况。对来源于中国主要栽培省（市）的90个香菇栽培菌株的检测结果表明,有67.8%（61/90）的供试菌株单独或复合感染有LeV-HKB和LePV1中的1种或2种,LeV-HKB病毒携带率56.7%（51/90）,明显高于LePV1 35.6%（32/90）;栽培菌株两种病毒的复合感染率为24.4%（22/90）。对地理来源几乎覆盖整个中国的125个野生菌株的检测结果表明,有75.2%（94/125）的供试菌株至少感染了LeV-HKB和LePV1中的1种,8.8%（11/125）野生菌株同时感染了两种病毒,且野生菌株中LePV1病毒携带率70.4%（88/125）明显高于LeV-HKB 13.6%（17/125）。栽培菌株和野生菌株中LeV-HKB和LePV1病毒的存在与否与菌株地理来源没有明显相关性,显示香菇病毒极可能通过担孢子在自然界广泛传播。本研究为开展香菇菌种病毒病快速检测,从源头控制香菇病毒病传播,追踪病毒病的发生流行规律奠定了基础。     

Developmental regulator Le.CDC5 of the mushroom Lentinula edodes: analyses of its amount in each of the stages of fruiting-body formation and its distribution in parts of the fruiting bodies

Immunoblot analysis of Le.CDC5 (842 amino acid residues), the expressed product of the cDNA of Le.cdc5 gene that has been previously reported to be most actively transcribed in primordia and small immature fruiting bodies of the basidiomycete Lentinula edodes, showed that the primordia, immature fruiting bodies and mature fruiting bodies contain similar amounts of Le.CDC5 protein. This indicates that the Le.CDC5 protein molecules synthesized in the beginning and early stage of fruiting-body formation remains in mycelial tissues even after small immature fruiting bodies developed and matured. Immunohistochemical analysis showed that Le.CDC5 is present everywhere in the mycelial tissues of immature fruiting body, but prehymenophore, the border between pileus and stipe, and the bottom of stipe seem likely to contain larger amounts of Le.CDC5. Within the hymenophore of mature fruiting body, the hymenium (in/on which a large number of basidia and basidiospores are formed) contains the Le.CDC5 most exclusively.