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草菇学名是Volvariella volvacea(Bull.:Fr.)Sing.,是一种生长于热带、亚热带的重要食用菌。2013年,两个草菇主栽品种V23与PY1的担孢子V23-1与PYd21的基因组完成测序,并发表了文章。本文是基于草菇基因组数据、表达谱数据和转录组数据首次对草菇的B因子进行深入分析,同时对其下游的MAPK信号途径进行构建,筛选重要基因并进行表达分析,主要试验结果如下:(1)下载其它担子菌同源的信息素受体,通过同源比对的生物信息学的方法,找到草菇PYd21基因组中的4个信息素受体,其中有3个具有完整的7个跨膜结构,1个只含有5个跨膜结构;在VvSTE3.1上游还找到了 1个信息素前体,长度为47个氨基酸,含有保守的“CAAX”“ER”基序。表达谱数据及荧光定量PCR显示草菇的4个信息素受体基因在原基阶段急剧上调表达。(2)通过对草菇基因组数据、转录组数据进行注释,结合生物信息学分析,构建了草菇B因子下游的MAPK信号途径。表达谱数据显示参与此途径的16个相关基因中,VvSte20和VvSte7两个基因在原基阶段上调表达,表达谱的原始tag较大,数据可靠。荧光定量PCR进一步验证了此结果,也是原基时期高表达。系统发育树显示这两个基因编码的蛋白具有保守性,与其它担子菌的同源蛋白聚为一类。(3)分析VvSte20的结构后,以该基因的第4个外显子为长效干扰片段,第4个内含子为正反义链的连接环,用传统的酶切连接方法构建了含有该干扰片段的pBHg-VvSte20 RNAi vector表达载体。同样,以VvSte7的第4个外显子为长效干扰片段,第4个内含子为正反义链的连接环,用重叠延伸PCR的方法构建了含有该干扰片段的pBHg-VvSte7 RNAi vector表达载体。同时,用传统的酶切连接方法构建了两个过表达载体pBHg-VvSte20 OE vector和pBHg-VvSte7 OE vector。(4)将4个表达载体转化农杆菌GV3101,然后通过农杆菌介导的方式将这4个表达载体分别转化草菇菌丝球。用含潮霉素及头孢噻肟抗生素的PDA培养基进行初筛、复筛后,挑取能正常生长的拟转化子,经正常PDA传代5代后,提取基因组DNA,扩增hpt基因和目的片段再次验证转化子。最终我们挑选到VvSte20的干扰转化子5个,过表达转化子1个;VvSte7的干扰转化子3个,过表达转化子2个。荧光定量PCR检测目的基因的表达量,结果显示挑选到的干扰突变体表达量下调,过表达突变体表达量上调,进一步验证是真正转化子。(5)对突变体进行生物学特性检测显示,当两个基因受到干扰后,它们在PDA上的生长速度明显变慢,而过表达后,生长速度差异较小,但较快形成厚垣孢子,在栽培袋中的生长也显示了此结果。对转化子进行分批出菇,结果如下:第一批对2个基因的7个干扰突变体进行出菇,发现RNAi20-10、RNAi7-9的三次重复均不出菇,RNAi7-D三次重复中出菇一次(仅长一丛);RNAi20-4、RNAi20-21和RNAi7-I三次重复均可以出菇,但是菇形较小,开伞时间较迟;RNAi20-5与野生型菇形相当,开伞时间相当,未有明显区别。第二批对所有转化子进行3袋栽培袋出菇:VvSte7基因的干扰转化子RNAi7-D和RNAi7-I的菌丝均未萌发,不能够顺利生长;RNAi7-9可以正常生长,但不出菇,在培养后期,菌丝不能够扭结,呈粉状菌丝;VvSte20基因的干扰转化子菌丝生长正常,RNAi20-4菌丝有出现扭结,但出菇速度非常慢,而且停留在纽扣期;RNAi20-5、RNAi20-10、RNAi20-21的菌丝不能正常扭结,形成大量菌皮,没有出菇;三个过表达突变体能正常生长出菇:OE7-1与OE7-3的产量较野生型高,而且菇的个头较大,开伞较晚;OE20-15出菇产量与野生型相当,但生长较慢,开伞较晚。(6)对VvSte7的突变体进一步检测相关基因的表达水平,结果显示:在3个干扰突变体中,VvSte7的下游基因明显受到抑制,上游基因也表现为下调;两个过表达突变体不同,突变体OE7-1中,VvSte7基因的上下游基因表达水平均呈现上调,而OE7-3中,只有VvSte7与下游的MAPK激酶(GME7452g)基因表现为微量上调,其它基因表现下调。因此,VvSte7与VvSte20作为MAPK信号途径的基因,它们与草菇的菌丝生长、厚垣孢子形成、出菇的情况有密切联系。这一研究结果将为深入研究草菇等食药用菌的子实体发育调控机制提供重要的数据支持。