基于基因组数据解析大球盖菇交配型系统

大球盖菇Stropharia rugosoannulata是一种具有较强木质纤维素降解能力以及高营养的重要食用菌。此菌属于四极性异宗结合担子菌,但是交配型位点结构仍未被解析。本研究利用基因组数据通过生物信息学方法进行大球盖菇的A和B交配型位点解析,并与其他大型真菌进行比较。结果显示大球盖菇的A交配型位点包含了一对保守的HD1和HD2基因,位点上下游基因的共线性较高,与Galerina patagonica和砖红韧黑伞Hypholoma sublateritium相似度最高,A位点结构上也较为保守,在上下游具有保守的MIP、Sec61蛋白、甘氨酸脱氢酶和β侧翼蛋白。B位点包含5个信息素受体和3个信息素前体基因,与其他真菌相比较发现,B位点及上下游基因的共线性较差,表明在不同的真菌中B位点变异性较大。本研究所获得的结果将有助于诠释大球盖菇交配型位点结构,为今后的遗传育种提供了理论依据。     

基因组数据揭示肺形侧耳X1野生菌株后代单孢的特异交配型位点

肺形侧耳味道鲜美,营养丰富,深受广大消费者喜爱。它属于四极性异宗结合担子菌,但其交配型位点结构仍未被解析。本研究利用二代测序技术对肺形侧耳的基因组进行测序,通过生物信息学方法找到了肺形侧耳野生菌株X1菌株后代单核菌株的交配型位点。结果显示肺形侧耳的A交配型位点较为特异,2株原生质体单核化菌株（X1-1和X1-15）的A交配型位点结构差异较大,X1-1含一对保守的HD1和HD2基因,而X1-15除了一对HD1和HD2基因外,还含有额外的2个HD2基因和1个HD1基因。肺形侧耳的B交配型位点与其他担子菌的交配型位点相似,含有8个信息素受体基因和1个信息素前体基因。本研究揭示的肺形侧耳特异的交配型位点结构为后期的遗传育种提供了理论依据。     

香菇B交配型位点的分子遗传学结构研究II.一个香菇单核体的B位点结构的分子解析

在先前的工作中,曾经运用简并PCR和染色体步行的方法从香菇中获得了1个信息素受体编码基因和1个信息素前体编码基因。根据香菇135菌株的原生质体单核体的全基因组测序信息,设计了4对引物,用于扩增香菇苏香菌株的原生质体单核体SUP2中的信息素受体编码基因STE-3的同源物及其侧翼保守基因。实验结果共获得了33,655bp的DNA序列,运用BlastX搜索对所获得的序列进行同源性分析后,发现了7个推定基因,其中有3个为信息素受体编码基因。再根据信息素前体所具有的保守基序特征,在2个信息素受体编码基因附近发现了4个信息素前体编码基因。首次对香菇的B交配型位点的分子遗传学结构有了比较全面的了解。     

格特隐球菌IGS5b基因亚型和a交配型菌株的鉴定

目的鉴定1株格特隐球菌VGⅢ基因型中的少见基因亚型IGS5b及a交配型菌株。方法采用PCR指纹法、基因内间隔区（IGS）和磷脂酶基因（PLB1）测序分析鉴定基因型。采用PCR特异扩增法和交配试验鉴定交配型。采用GEF1基因序列分析同步鉴定基因型和交配型。结果结合PCR指纹法和序列分析,鉴定受试株RV63979为VGⅢ基因型中的少见基因亚型。针对交配型位点内STE12和STE20基因的特异性引物均扩增阴性。交配试验证实为a交配型。GEF1位点测序准确鉴定其基因型和交配型。结论本文通过多种鉴定手段结合IGS序列分析,鉴定1株VGⅢ基因型中的少见基因亚型IGS5b,证实VGⅢ基因型中至少存在IGS5a和IGS5b2种基因亚型。交配型分析表明该菌为VGⅢ基因型中少见的a交配型。     

格特隐球菌交配型的多重PCR鉴定

【目的】建立一种基于格特隐球菌α交配型位点内SXI1α基因和a交配型位点内SXI2a基因的多重PCR分析,用于快速鉴定格特隐球菌的交配型。【方法】设计针对格特隐球菌α交配型位点内SXI1α基因部分片段和格特隐球菌a交配型位点内SXI2a基因部分片段的特异性引物,用于多重PCR鉴定格特隐球菌的交配型;并与交配试验以及已报道的扩增α交配型位点的引物MFα、STE12α,及扩增a交配型位点的引物STE20a、STE3a进行扩增效果的比较。【结果】基于SXI1α基因和SXI2a基因的多重PCR分析,准确鉴定所有受试格特隐球菌(包括VGI、VGII、VGIII和VGIV基因型)的交配型,引物STE12α、STE20a和STE3a在常规PCR鉴定中不能鉴定部分菌株的交配型;66.7%的受试菌株不能发生交配,交配试验无法鉴定其交配型。【结论】建立的多重PCR方法明显优于常规PCR或交配试验鉴定。     

香菇B交配型位点的分子遗传学结构研究I.信息素受体和信息素前体编码基因的克隆和序列分析

本研究结合简并PCR和染色体步行两种方法研究了香菇135菌株的交配型B位点的分子遗传学结构。从135菌株的原生质体单核体1号菌株中获得了1个信息素受体编码基因LErcb1-B1和1个信息素前体编码基因LEphb1-B1。经序列比对分析,香菇的信息素受体LErcb1-B1序列与灰盖鬼伞和裂褶菌的信息素受体之间具有同源性,经SOSUI软件分析该序列具有7次跨膜结构特征。信息素前体LEphb1-B1具有CaaX基序特征。     

B交配型位点基因对杏鲍菇极性的鉴定

[目的]用B交配型位点基因对杏鲍菇不同极性菌株进行快速鉴定。[方法]根据杏鲍菇B交配型位点基因的信息素PEphb(3.3.1~3.3.4)和信息素受体PEPHSTE(3.3.1~3.3.4)基因设计8对特异性引物,对原生质体单核化得到的2个不同极性的杏鲍菇样本进行PCR扩增。[结果]4个信息素基因和3个信息素受体基因仅能在A2B2极性中存在,而在A1B1极性中不存在。[结论]用B交配型位点基因能对杏鲍菇不同极性进行鉴定,且这7个基因可以作为杏鲍菇原生质体单核化极性快速鉴定的SCAR分子标记。     

刺芹侧耳交配型基因敲入单核体后锁状联合和核相的表征观察

刺芹侧耳是一种典型的具四极性交配型系统的担子菌,通常需要一对可亲和的单核菌丝体才能够形成稳定的双核菌丝体。本研究将刺芹侧耳单核菌株181（A1B1）中A和B交配型基因HD1和HD2以及信息素前体基因PEphb3.1和PEphb3.3克隆后,通过PEG介导的方式敲入到可亲和的单核菌株183（A2B2）中,获得了22个阳性转化子。运用荧光显微镜对其中11个具有锁状联合的转化子进行了详细观察,描述了锁状联合和细胞核相。研究结果为进一步开展交配型基因的遗传操作研究提供了方法学上的借鉴和参考。本文还探讨了同核双核体的概念和应用价值。     

担子菌类食用菌交配型位点结构的研究进展

大多数可栽培的食用菌是属于担子菌的大型真菌,具有复杂的交配型系统,通常涉及到两类交配型基因,即编码同源域转录因子的A交配型基因以及编码脂肽信息素和信息素受体的B交配型基因。对担子菌交配型系统的研究已经有上百年的历史,近年来随着高通量测序技术的发展,很多常见食用菌的基因组获得测序,使得我们对不同类型交配型位点的分子遗传学结构能够进行更加细致的解析。本文在概述了担子菌有性生殖系统和交配型基因分子特点的基础上,对常见食用菌中的香菇、金针菇、灵芝、糙皮侧耳、刺芹侧耳、白灵侧耳、裂褶菌、双孢蘑菇、草菇和虎皮香菇以及模式生物灰盖鬼伞等物种的交配型位点的结构进行了总结和分析。从已有的研究结果来看,常见食用菌的交配型位点的分子遗传学结构存在多样性,不同物种的交配型位点具有不同的结构特点。从物种内不同菌株之间的交配型结构比较来看,交配型基因的位置和数量也具有丰富的多样性。在分子遗传学层面对常见食用菌交配型位点结构的认识将有助于深入阐明交配型基因对子实体发育的调控以及解决食用菌生产实际中的科学问题,但是目前对食用菌交配型位点和基因的研究仍旧存在很多空白,有待于进一步深入和拓展。     

毛木耳A交配型位点的克隆和序列结构分析

以毛木耳Auricularia cornea杂交子APM2-16的亲本单核体APP7和M2S16为研究材料,经同源序列比对,从单核体APP7的基因组中获得了A交配型位点序列,并定位了mip基因的位置。根据APM2-16的转录组和单核体APP7基因组的相关信息设计引物,通过PCR扩增和克隆测序的方式获得单核体APP7和M2S16中的HD基因序列,通过生物信息学分析发现两者在核苷酸序列上没有同源性,都编码同源结构域转录因子。通过对毛木耳交配型位点的研究有助于进一步开展该物种的遗传学基础研究,为菌种遗传改良奠定基础。     

桦纤孔菌有性生殖相关特征及交配型位点分析

对桦纤孔菌菌株MDJCBS88的显微形态、菌丝及担孢子核相进行了观察。采用棉籽壳培养基对担孢子萌发形成的菌株进行栽培试验,筛选出不形成子实体或子实体发育不完整的菌株,将这些菌株在平板上进行了亲和试验,分析桦纤孔菌的有性生殖方式;并基于基因组序列进行交配型基因克隆验证,分析桦纤孔菌的交配型位点结构。显微观察发现,桦纤孔菌菌丝没有锁状联合结构,菌丝细胞无核到多核;子实层担孢子可含0-4个不等的细胞核,不同时期弹射的担孢子含有的细胞核数量不同。桦纤孔菌担孢子萌发率极低,能萌发的担孢子多为早期弹射的担孢子;培养基也影响担孢子的萌发率,与PDA培养基和CYM培养基相比,桦木屑培养基最适合桦纤孔菌担孢子萌发,萌发率为4.55%。从担孢子萌发的96个菌株中获得了2个不结实菌株和9个结实不产孢菌株,占11.5%,这些菌株间亲和试验出现不同的表现特征,包括形成产孢子实体,产生菌丝纽结,相互融合和相互拮抗等现象,认为桦纤孔菌的有性生殖以次级同宗结合为主,并受交配型基因控制。交配型位点克隆测序后分析发现,桦纤孔菌交配型A位点共14 034 bp,含有一个MIP基因和两组HD1和HD2基因;交配型B位点包含3个疑似信息素受体基因和1个信息素前体编码基因。     

B交配型因子对香菇双核体核型分离比的影响

通过探明A或B交配型因子对双核体回收核型的影响,探讨了香菇双核体经原生质体形成和再生后两个成员核偏分离现象的遗传基础。结果表明,B因子或某些假定的与B因子连锁的基因明显影响去双核化后核的存活力,而A因子对此无明显影响。B因子的特异性与分离自两类异核体（A≠B≠和A=B≠）回收的成员核的存活比例密切相关。可以根据这种功能将B因子排成一个分级的序列。两个参试菌株中的4个B因子的特异性顺序为B1〉B3〉B4〉B2。     

黑木耳交配型的研究*

从黑木耳Auricularia auricula沪3菌株的子实体收集、分离、鉴定得到157株单孢子萌发的单核菌丝体,以其中73株孢子单核体为材料进行交配实验,经过三轮交配反应,结果表明,木耳的交配型符合四极性交配系统的分布规律。根据四种交配反应情况把73株孢子单核体分为四组,并从四组中挑选出B17、B177、B101、B65作为四种交配型的标准菌株;与此同时,从沪3菌株的双核菌丝体制备的原生质体中获得53株原生质体单核体,对这些单核体进行交配,确定出两种亲本交配型,以Y150(A1B1)和Y121(A2B2)作为标准菌株,将两个亲本交配型标准菌株与四个孢子单核体标准菌株进行交配反应,初步确定出四种孢子单核体的交配型分别为: B17 (A2B2)、B177(A1B1)、B101(A2B1)和B65(A1B2)。     

金针菇交配型B第三个亚位点的发现与遗传

本研究在分析金针菇减数分裂重组热点时发现B交配型位点可能存在第三个亚位点,为此对同核菌株‘6-3’和‘6-21’的B交配型位点进行全基因组注释,获得8对同源信息素受体基因（pheromone receptor gene,pr）和3对同源信息素前体基因（pheromone precursor gene,pp）,组成了2个结构完整、相距326kb的亚位点α和β;‘6-21’菌株还发现1个‘6-3’菌株不具有的pr,组成第3个亚位点γ,它与亚位点α和β没有连锁。‘6-3’和‘6-21’配对形成异核体后出菇,分离获得142个单孢菌株,其B交配型有8种基因型,通过亲和性试验得到证实,同时还验证了第3个亚位点γ具有与α、β相同的功能。     

黑木耳交配型的研究

从黑木耳Auricularia auricula沪3菌株的子实体收集,分离,鉴定得到157株单孢子萌发的单核菌丝体,以其中73株孢子单核体为材料进行交配实验,经过三配交配反应,结果表明,木耳的交配型符合四极性交配系统的分布规律。根据四种交配反应情况把73株孢子单核体分为四组,并从四组中挑选出B17,B177,B101,B65作为四种交配型的标准菌株;与此同时,从沪3菌株的双核菌丝体制备的原生质体中获得53株原生质单核体,对这些单核体进行交配,确定出两种亲本交配型,以Y150（A1B1）和Y121（A2B2）作为标准菌株,将两个亲本交配型标准菌株与四个孢子单核体标准菌株进行交配反应,初步确定出四种孢子单核体的交配型分别为：B17（A2B2）,B177（A1B1）,B101（A2B1）和B65（A1B2）。     

香菇交配型因子次级重组体的鉴定

对13个香菇菌株的担孢子后代进行了交配型分析,其中8个菌株非亲和反应与亲和反应之比与预期的3∶1的比例无显著差异。另外5个菌株非亲和反应与亲和反应之比不符合3∶1,其中4个菌株在0.05显著水平的X2值仅略高于理论值,而另一菌株HL01具有特殊的表现,其单核体132个随机配对的非亲和反应与亲和反应之比为82∶50,X2值显著偏离3∶1的临界值。用4个标准测试菌株鉴定了来自HL01同一子实体的189个孢子单核体的交配型,在189个单核体中,161个单核体归于4种正常交配型(A1B1,A2B2,A1B2,A2B1)之一。而另外28个可能源于次级重组的单核体可分成另外4个类群。通过以所有可能的组合进行配对杂交,进一步分析了28个单核体的交配型。结果表明,次级重组同时在A因子和B因子中发生,重组值分别为8.5%和11.6%。A因子至少由2个亚基组成而B因子可能由不止2个亚基组成。随后的出菇试验表明,至少含有1个重组体的所有可亲和配对均具有结实能力。     

简并引物在黑木耳交配型因子研究中的应用初报

交配型因子控制着异宗结合担子菌单核体之间交配的可亲和性、核配和子实体正常发育。对几种四极性担子菌的研究表明,交配型因子A、B对应于不同染色体上的两个交配型座位(mating type locus),每个座位又包含α和β两个亚单位,每个亚单位内部又有许多基因(李莉云等,1998)。对二极性担子菌大麦坚黑粉菌Ustilago hordei和光滑环锈伞Pholiota nameko的研究显示,二极性担子菌的A因子同样由两个亚单位组成(Lee et al.,1999,Ratanatragooldacha et al.,2002)。在已克隆的所有担子菌A交配型基因中,都存在与同源盒(Homeobox)类似的序列。同源盒序…     

利用营养缺陷诱变对金顶侧耳进行基因连锁分析研究

利用金顶侧耳的营养缺陷型菌株配制杂交菌株,通过营养缺陷型标记对其后代进行连锁分析,确定不亲和性因子和营养缺陷标记所在的连锁群及其排列顺序。截止目前的试验数据表明,金顶侧耳至少由6条染色体(连锁群)组成。其中A因子存在的第1连锁群上分布着ade2、pab1、ade5、met2、met7营养缺陷型基因位点;B(Bα、Bβ)因子存在的第2连锁群上分布着cho1、ade1营养缺陷型基因位点;第3连锁群上分布着met9、arg1、his1、ade7、his3、met1营养缺陷型基因位点;第4连锁群分布着nic1、nic2、ade4、pdx2营养缺陷型基因位点;第5连锁群分布着pan1、ino1营养缺陷型基因位点;第6连锁群分布着ile1营养缺陷型基因位点。金顶侧耳与其他担子菌的遗传图谱相同,第1连锁群A因子附近均分布着Ade及Pab营养缺陷型基因位点。     

子囊菌交配型位点与交配型基因研究进展

有性生殖是真菌的生殖方式之一,是真菌遗传重组的重要驱动力。交配型(mating-type,MAT)位点控制真菌性别,在有性生殖过程中起决定性作用。不同类型真菌MAT位点的基因组成、排列方式和编码蛋白不尽相同。近年来,MAT位点和MAT基因的功能与调控网络研究进展较快。本文对子囊菌交配型位点的基因组成及分布、MAT基因的功能、MAT位点与有性生殖调控通路的关系等进行了综述。     

担子菌交配型基因的克隆及功能研究进展

担子菌中已有２０多个交配型基因被克隆,Ａ、Ｂ位点的交配型基因具有明显不同的结构特征。Ａ位点的交配型基因编码两类含相似同源结构域的蛋白质,两种蛋白质形成异源二聚体,调节依赖Ａ因子的发育过程;而Ｂ位点的交配型基因编码信息素及其受体。交配型基因编码的同源结构域蛋白质在植物、动物和菌类中都具有广泛的保守性。