机械损伤对糙皮侧耳原基形成的影响

原基期是糙皮侧耳Pleurotus ostreatus发育进程的关键时期。本研究以糙皮侧耳菌株New 831为试验材料,通过对糙皮侧耳菌丝机械损伤,探讨机械损伤对糙皮侧耳原基诱发的影响。菌丝满板后,经过机械损伤处理,到原基期每隔4d取样一次,测定了这些样品处理组与对照组的活性氧及脂质过氧化水平,并且通过荧光定量分析了Po.WC-1、Po.WC-2、fst3和fst4基因的表达量。结果表明：机械损伤组和对照组的活性氧水平随时间的增加均呈现“先升后降”的趋势,机械损伤总体提高了活性氧的水平,并且机械损伤导致原基提前形成,表明活性氧水平的提高,可能促进了糙皮侧耳原基形成;荧光定量分析发现糙皮侧耳菌丝机械损伤处理后,Po.WC-1、Po.WC-2、fst3、fst4基因的表达量均发生变化,这些基因的变化表明它们可能参与调控糙皮侧耳原基形成;Po.WC-2和fst3基因在第8天时的显著上调表达可能促进了糙皮侧耳原基形成。研究结果表明机械损伤能够促进糙皮侧耳原基提前形成,这将为进一步研究原基形成过程中机械损伤的作用机制奠定基础。     

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。     

启动子替代构建糙皮侧耳漆酶高产菌株

POXC是糙皮侧耳合成最多的一种漆酶。应用启动子替代技术,用构巢曲霉的甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因（gpd）启动子替代POXC基因的启动子,构建了超量表达POXC糙皮侧耳转化子。转化子中POXC基因表达量比出发菌株提高了0.72–3倍。在PDA平板培养、PD摇瓶培养和棉籽壳试管培养条件下,转化子漆酶活力显著提高,比出发菌株提高了1.5倍以上。用棉籽壳栽培,转化子菇产量比出发菌株提高了16.2%,培养料中木质素含量比出发菌株减少21%。结果表明,应用高效启动子替代能够显著提高糙皮侧耳漆酶基因的表达量、漆酶活力及其木质纤维素降解能力。     

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。     

不同栽培基质对糙皮侧耳不同发酵方式下产漆酶活性的影响

为了比较糙皮侧耳栽培种在不同常规栽培基质上的漆酶活性,分析更适合糙皮侧耳生长的栽培基质,以1株糙皮侧耳Pleurotus ostreatus栽培菌株为研究材料,研究在固态和液态发酵条件下添加木屑、玉米芯和棉籽壳这3种栽培基质后,对其产漆酶活性的影响。结果表明,不同栽培基质对糙皮侧耳漆酶活性具有极显著的影响（P<0.001）;不同发酵方法对糙皮侧耳漆酶活性也具有极显著的影响（P<0.001）,仅第2天差异不显著。固体发酵与液体发酵条件下,糙皮侧耳在棉籽壳培养基上所检测到的漆酶活性均高于在木屑或者玉米芯培养基上,表明棉籽壳对提高糙皮侧耳漆酶活性的诱导能力更强。此外,糙皮侧耳在棉籽壳培养基上能够快速分泌漆酶,表明棉籽壳对缩短糙皮侧耳漆酶分泌时间的诱导能力更强。     

铜离子调控木质纤维素降解和糙皮侧耳形态发育的研究

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,在木质素的降解中起重要作用。铜离子对漆酶的产生和活性有重要影响。通过向秸秆固体培养基中添加铜离子,研究铜离子对糙皮侧耳木质纤维素降解酶、木质纤维素降解和形态发育的影响。结果表明,添加铜离子能在一定程度上提高漆酶的活性,添加3mmol/L铜离子在第7天漆酶活性比对照高出71.2%,28d后添加铜离子的样品木质素降解率稍高出对照,添加铜离子能促进糙皮侧耳原基的分化和子实体的发育。     

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。     

冬虫夏草MYB家族基因鉴定及其在生长发育中的表达分析

MYB蛋白是一类广泛存在于真核生物中的转录因子,在真菌的生长发育中发挥调控作用。本研究对冬虫夏草菌中的潜在MYB转录因子家族基因进行了全基因组鉴定和生物信息学分析,并研究了MYB家族成员在冬虫夏草生长发育不同阶段和不同部位的表达模式。结果表明,冬虫夏草MYB转录因子家族包含3个1R-MYB和3个2R-MYB;6个MYB转录因子蛋白均包含近50个保守氨基酸序列,形成螺旋-转角-螺旋的结构。通过分析MYB转录因子基因在不同发育阶段（MYB-1-6）和子实体不同部位（MYB-1、3、6）的相对表达量,发现MYB-1在冬虫夏草整个发育阶段表达较为稳定,MYB-3在子实体成熟阶段（MF）表达量最高,远高于其他阶段,且在MF的顶部可育部分MF-3高表达,表明其可能参与冬虫夏草子实体的有性发育;MYB-6在子座发育初期（YF）的中部YF-2表达量最高,为菌丝阶段（HY）的5倍,表明MYB-6可能参与子座柄部的伸长。     

基于非靶代谢组学的糙皮侧耳子实体发育的关联物质及主要代谢通路分析

本研究采用代谢组学方法鉴定并分析了糙皮侧耳原基和刚分化的子实体中的小分子代谢物质,以期解析糙皮侧耳子实体形成和发育的潜在机制。糙皮侧耳原基和子实体中共鉴定出545种代谢物,包含酚酸、脂类、氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、有机酸、生物碱、单宁、木脂素和香豆素以及其他代谢物共9类。主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)表明糙皮侧耳原基和子实体中的代谢物质具有显著差异。以VIP≥1、fold change≥2或≤0.5为条件,共筛选到253种差异代谢物。调控通路分析结果显示差异物质涉及76条代谢途径,推测该菌通过色氨酸代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,赖氨酸降解,D-精氨酸和D-鸟氨酸代谢,生物素代谢,莨菪烷、哌啶和吡啶生物碱的生物合成,酪氨酸代谢,嘌呤代谢,丙酸代谢和异喹啉生物碱的生物合成等主要代谢通路完成物质的深度转化及调控。本研究为糙皮侧耳子实体发育机制的研究提供了一定的理论依据。     

不同诱导培养基对糙皮侧耳液体发酵产漆酶活性的影响

利用1株糙皮侧耳Pleurotus ostreatus栽培菌株为材料,研究添加碱性木质素或者配合简单碳源或氮源后对其液体发酵产漆酶活性的影响。结果表明,不同诱导培养基对糙皮侧耳漆酶活性具有极显著的影响（P<0.001）,而且不同诱导培养基对糙皮侧耳菌丝生物量也产生了极显著的影响（P<0.001）。此外,只利用碱性木质素或者是再添加碳源葡萄糖均有利于糙皮侧耳产漆酶,既包括产漆酶酶活性的提升,同时也包括产漆酶时间的提前,但只利用碱性木质素诱导不利于菌丝生物量的积累;而富含简单碳/氮源的诱导培养基,无论是否含碱性木质素,均有利于菌丝生物量的积累,其中,富含简单碳/氮源的培养基中再添加碱性木质素后的菌丝生物量和漆酶活性均高于不添加碱性木质素时的菌丝生物量和漆酶活性。相比而言,含碱性木质素的培养基中测得的漆酶活性大部分时间下都要高于不含木质素的简单碳/氮源培养基,含碱性木质素的培养基对糙皮侧耳菌株产漆酶的诱导作用更强。     

双孢蘑菇Septin基因Ab.Cdc3的克隆与分析

具有 GTPase 活性的 Septin蛋白广泛存在于除植物外的所有真核生物中,其功能多样。采用tBlastn将灰盖鬼伞Coprinus cinereus中与菌柄伸长相关的Septin蛋白Cc.Cdc3与双孢蘑菇基因组数据进行比对,在双孢蘑菇基因组中找到Cc.Cdc3同源蛋白编码基因Ab.Cdc3。生物信息学分析结果表明,Ab.Cdc3蛋白序列具有保守GTPase结构功能域。通过荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）方法分析Ab.Cdc3在不同生长阶段的表达模式,结果显示该基因在子实体菌柄中表达量较菌丝、原基和菌盖中的表达量高;采后不同保藏时间样品Ab.Cdc3基因表达分析结果显示,在采后0h表达量显著高于采后12h和48h;这些结果为进一步研究该基因在双孢蘑菇生长发育中的功能提供参考。     

蛹虫草原基分化的差异蛋白质组学研究

蛹虫草子实体形成及发育的蛋白分子机制尚不清楚,本研究引入SWATH非标记定量蛋白质组学技术,对蛹虫草Cordyceps militaris 905菌株的菌丝体（mycelium,My）、原基（primordium,Po）、生长期子实体（developmental fruiting body,DF）和成熟期子实体（mature fruiting body,MF）进行了比较蛋白质组学分析。经搜库比对,从蛹虫草的My、Po、DF和MF中依次鉴定蛋白1 136个、1 090个、1 018个和997个（global FDR 1%）,经维恩分析后获得C. militaris 905蛹虫草表达蛋白1 578个。在此基础上,SWATH非标记技术定量蛋白1 109个。本研究获得了蛹虫草Po期与My期、DF期与Po期、MF期与DF期的差异表达蛋白,依次为115个、352个和104个,并对菌丝体分化形成原基的差异表达蛋白进行了重点解析。GO注释结果表明,Po期与My期差异表达蛋白以有机含氮类化合物代谢为主,其中AMP（活性成分虫草素合成的中间产物）从头生物合成途径富集最为显著。约1/5的差异表达蛋白参与氧化还原反应,还原酶活性的蛋白在原基中几乎都上调表达,而氧化功能的蛋白受到抑制,表明蛹虫草原基分化可能受到氧化应激的诱导。蛋白互作网络分析结果进一步表明,氧化还原反应与核苷类物质代谢相关联,可能通过影响AMP从头生物合成途径来调控虫草素的生物合成。对蛹虫草子实体系统的蛋白质组学研究和解析有利于揭示子实体形成的蛋白分子机制,为蛹虫草的基础和栽培研究提供了理论支撑。     

双孢蘑菇子实体发育不同阶段蛋白质组分析

为探讨双孢蘑菇子实体发育不同阶段的蛋白质表达变化,对双孢蘑菇As2796菌株子实体原基期、幼菇期、采收期、开伞期的蛋白质组进行了二维液相色谱串联质谱（iTRAQ-MS/MS）分析,共获得不同肽段5 869个,鉴定到1 059个蛋白质,其中1 007个具有相对定量信息。与双孢蘑菇原基期相比,幼菇期、采收期和开伞期分别有差异蛋白质242、200、240个,分别占鉴定蛋白质总数的24.0%,19.9%和23.8%。对这些蛋白质及不同阶段之间的差异蛋白质进行了系列生物信息学分析,对8个上、下调表达具有连续性的差异蛋白质相关基因进行了荧光定量PCR验证,其中3个蛋白质（错配碱基识别蛋白、细胞色素C1及某推定的未知蛋白质）基因的转录与蛋白质的表达具有较为一致的趋势。这些结果为后续双孢蘑菇子实体发育相关基因的功能研究奠定了良好的基础。     

基于转录组分析高温抑制广东虫草原基形成的调控网络

在大型真菌原基形成和子实体发育的过程中,温度是一个极其关键的因素,高温显著影响多种食用菌原基的形成和子实体的品质。广东虫草是中国华南地区特有的虫草类新食品原料,其子实体富含多种活性成分和营养成分,且能够进行较大规模人工栽培。然而,温度对广东虫草原基形成的影响及调控机制尚不清楚。本研究通过不同温度处理不同时间段,发现29℃处理3d抑制了广东虫草原基的形成;对29℃处理3d处理前后的菌丝阶段（CK）和原基阶段（CK-P和HT-P）样品进行转录组测序分析,高温处理后原基阶段的两个组中发现1 682个差异表达基因,其中1 015个上调表达和667个下调表达。在碳水化合物代谢途径中,多个糖酵解和三羧酸循环及葡聚糖和海藻糖合成相关基因在高温处理后呈现下调表达;在原基样品中,多个热激蛋白基因（Hsp10、Hsp23、DnaJ、Hsp70、Hsp90和Hsp98）和转录因子C2H2转录水平显著上调表达。本研究结果基于分子水平揭示了高温影响原基形成过程中能量代谢和相关基因的差异表达,为后续利用广东虫草抗逆相关基因资源培育新品种奠定了重要的基础。