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。     

基于基因组数据解析金耳A和B交配型位点结构

金耳Naematelia aurantialba是我国特有的一种稀有银耳目胶体食用菌,因优异的营养价值和生物活性而常被用作传统药物和食品。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4种不同交配类型的金耳单核菌株基因组进行重测序,通过生物信息学方法找到了金耳的A和B交配型位点并与其他大型真菌进行比较。结果显示4个单核体中含有2种A交配型位点和2种B交配型位点;其中2种A交配型位点都包含一对HD1和HD2基因,以典型的“头对头”方式排列,位点上下游基因的共线性较高,以脑状耳包革Naematelia encephala最高,在上下游具有保守的氧化还原酶基因和PRL22基因,而mip和β-fg基因不位于HD基因两侧,不存在紧密连锁关系。2种B交配型位点均含有1个信息素受体(STE3)和1个信息素前体基因(phB),比较B1和B2位点发现,B1位点的STE3和phB基因紧密排列,在phB上游紧密相邻着1个B2位点没有的RVT＿1基因,在B2位点中STE3和phB基因之间插入了3个基因,其中STE12基因在B1位点没有,与其他真菌相比,B位点共线性较差,表明...     

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。     

我国肺形侧耳栽培菌株交配型分析

为分析我国栽培肺形侧耳的遗传多样性,对肺形侧耳菌株的交配型进行测定,测试的肺形侧耳菌株包括俗称为秀珍菇和凤尾菇的菌株。结果显示,我国栽培的秀珍菇与凤尾菇菌株间可以发生性亲和,属于同一生物学物种,但它们之间的交配型特异性低,36个菌株中只含4种A交配型和3种B交配型,暗示我国栽培的肺形侧耳种质资源基因匮乏。     

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。     

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。     

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。     

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。     

柱状田头菇白色变种遗传分析

为分析柱状田头菇白色变种的遗传,以白色变种Ag.c0002和野生型Ag.c0067为亲本,通过原生质体单核化获得两亲本的单核菌株,配对杂交获得F1,从2个F1的子实体分离单孢菌株,与白色变种Ag.c0002的原生质体单核化菌株“2-2”进行回交配对,出菇观察子实体颜色,分析菇体颜色的遗传规律。结果显示,柱状田头菇子实体白色为隐性性状,且受单一位点基因控制,此外,菇体颜色基因与不亲和性因子A或B都没有连锁。     

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。     

白粉菌交配型位点基因结构及分子系统学关系

白粉菌是一类植物专性寄生真菌,广泛分布于世界各地,可引起多种植物白粉病。开展白粉菌交配型基因研究可以为全面认识白粉菌的生活史循环和系统演化提供证据。本研究以子囊菌中已报道的10种MAT基因和4种侧翼基因的氨基酸序列为种子序列,采用生物信息学方法在21个白粉菌基因组中进行氨基酸同源性分析,探索MAT基因及其侧翼基因的种类和线性排布。结果表明,21个白粉菌基因组中有10个属于MAT1-1型,包含MAT1-1-1和MAT1-1-3两种基因;10个属于MAT1-2型,仅包含MAT1-2-1基因;在Erysiphe pulchra的基因组中同时存在MAT1-1-1、MAT1-1-3、MAT1-2-1;而4种侧翼基因SLA2、APC5、APN2和CoxVia在21个白粉菌基因组中均存在。21个菌株中有两个菌株Blumeria graminis f. sp. hordei RACE1和Golovinomyces orontii的MAT基因和4种侧翼基因分布在同一个scaffold,其余菌株MAT基因和侧翼基因均不在同一scaffold出现。本研究分别分析了具有MAT1-1和MAT1-2的菌株中MAT基因和4种侧翼基因的排列关系,同时根据9个菌株的MAT基因注释信息,推测了其他菌株的MAT基因结构。结果表明,同属白粉菌的MAT基因结构相同,属间MAT基因结构差异明显。以从白粉菌基因组中获得的MAT1-1-1、MAT1-1-3和MAT1-2-1 3种MAT基因序列分别构建系统发育树,发现布氏白粉菌属Blumeria、白粉菌属Erysiphe和戈洛文白粉菌属Golovinomyces分别形成独立分枝,且白粉菌属与戈洛文白粉菌属形成姊妹群,这与前人对白粉菌系统发育关系的研究结果一致。本研究得到的白粉菌MAT基因种类、分布及其结构的相关结果为进一步实验提供了理论依据,为探究白粉菌的系统发育提供了新的思路。     

子囊菌交配型基因MAT1-1的系统发育

子囊菌具有无性态与有性态的复杂性,以及人们对其系统发育和亲缘关系了解的局限性,进而导致菌物学家对子囊菌分类尚持不同意见。子囊菌的交配型基因（MAT）进化保守,且编码的蛋白质调控子囊菌的有性生殖过程。核盘菌Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary隶属于子囊菌门Ascomycota、盘菌纲Discomycete,是一种典型丝状同宗配合真菌,控制该菌有性生殖的交配型基因MAT1-1和MAT1-2紧密连锁,且该菌并无有性态与无性态的复杂性。故此,本文根据所克隆的核盘菌交配型基因MAT1-1,利用PAUP*软件将82种含有Alpha-box交配型基因的子囊菌进行了系统进化分析,通过核苷酸及氨基酸水平的系统发育分析,并结合Ainsworth（1973）分类系统及最新的Deep Hyphae（2006）分类系统的对比研究,发现所构建的系统进化树与传统分类所表现的进化关系基本一致,且核盘菌交配型基因MAT1-1在进化过程中功能相对保守,该分析结果有助于对其他子囊菌交配型基因的克隆、系统分类与进化研究,同时对核盘菌的亲缘关系、病害预测及防治等具有重要意义。     

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。     

锌离子响应转录激活因子ZafA对球孢白僵菌锌离子利用及生防潜能的影响

球孢白僵菌作为丝孢类昆虫病原真菌,已广泛应用于农林害虫的生物防治,但是田间多变的环境影响了真菌制剂的效能。此外,真菌侵染宿主后,宿主体内的环境也影响真菌的增殖和侵染速度。为研究球孢白僵菌对环境中酸碱度及微量元素的平衡能力,本研究初步探讨了锌离子响应转录激活因子ZafA与真菌生长繁殖、抗逆能力、毒力以及锌离子利用的关系。结果表明,敲除zafA削弱了真菌生长繁殖和孢子萌发的能力,增加了菌株对氧化、高渗、孢壁干扰剂以及紫外胁迫的敏感性,杀虫毒力显著下降,并抑制了相关性状基因的表达水平。基因敲除菌株无法在锌离子缺失的条件下生长,且zafA基因和锌离子转运蛋白编码基因zrf1–8的表达水平会受到酸碱度以及锌离子浓度的影响。由此可见,ZafA不仅直接影响球孢白僵菌利用锌离子的能力,还与球孢白僵菌抗逆能力和毒力密切相关,本研究为提高生防真菌环境适应性和发挥毒力提供新的依据。