黄绿卷毛菇的生理特性、关键活性物质挖掘及其多组学研究与遗传代谢解析

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黄绿卷毛菇(Floccularia luteovirens)是青藏高原特有的野生珍稀食药用菌,其营养价值和药用价值极高,具有重要的研究价值与开发前景,近年来受到广泛关注。但是,在过去的几十年中黄绿卷毛菇始终没有得到较为深入的研究。因此,本论文对黄绿卷毛菇菌丝体的生理特性、关键活性物质、多组学及遗传代谢展开了研究。论文取得以下有价值的结果:1.首次获得了黄绿卷毛菇菌丝和孢子在电镜下的微观结构特征。建立了黄绿卷毛菇菌丝在基本培养条件下的生长体系,为后续研究打下基础。发现硒元素和不同的光照对菌丝的生长及活性物质合成均有抑制作用。建立气升式发酵罐培养黄绿卷毛菇菌丝的方法。发现麦粒培养基是适合对黄绿卷毛菇进行人工栽培的原种培养基。2.成功分离和纯化了两种黄绿卷毛菇胞外多糖组分(ALF1和ALF2),对其理化性质进行了分析。ALF1组份的平均分子量估计为2.836×104 Da,单糖组成的摩尔比为:Man:Glc:Fuc:Gal:Glc A:Ara=1.00:0.65:0.39:0.47:0.29:0.01。ALF2单糖估计分子量为1.866×104 Da,单糖组成摩尔比为Glc∶Man∶Rha∶Gal=1.00∶0.40∶0.34∶0.54。通过甲基化和核磁共振分析,表明ALF1主要包含6种糖残基:(A)→4)-β-D-Manp-(1→;(B)→3)-α-L-Fucp-(1→;(C)α-L-Araf-(1→;(D)→6)-β-D-Galp-(1→;(E)→4)-α-D-Glc Ap-(1→;(F)→3)-β-D-Glcp-(1→。研究发现ALF1和ALF2两个组分均有优异的体外抗氧化活性。在5.0 mg/m L下,ALF1和ALF2对DPPH自由基的清除率分别为76.37±3.02和74.71±3.02%。在抗增殖分析中发现ALF1组分可以抑制肿瘤细胞的增殖而不影响正常细胞。同时,ALF1组分对过氧化氢诱导的PC12细胞氧化损伤具有明显的保护作用。3.建立了稳定的提取和检测方法,用于分析黄绿卷毛菇子实体、菌丝和发酵液中麦角硫因的含量。研究发现黄绿卷毛菇子实体中麦角硫因的含量高达5.36mg/g d.w.。通过添加氨基酸的方法,将黄绿卷毛菇液体培养发酵液中麦角硫因的产量从0.75 mg/L提高至3.97 mg/L。并对黄绿卷毛菇基因组中发现的麦角硫因合成基因flegt1和flegt2进行异源表达,生物合成了少量的麦角硫因。4.首次报告了黄绿卷毛菇的完整基因组序列。基因组大小为27 Mb。对预测的7068个编码基因进行了分析,发现黄绿卷毛菇是萜类化合物和聚酮化合物的潜在资源物种,并解释了黄绿卷毛菇富含多糖的原因。并发现Melleolides生物合成基因簇,为黄绿卷毛菇的药用活性提供研究依据。结合NR注释结果、系统进化树和基因组共线性分析的结果,验证了黄绿卷毛菇应属于卷毛菌属,而不是以前报道的蜜环菌属。5.采集到了珍贵的黄绿卷毛菇发育不同阶段的样本,首次完整的获得了黄绿卷毛菇四个不同发育时期高质量的转录组数据。发现黄绿卷毛菇子实体生成的关键时期为营养-生殖过渡时期,并对这个时期的大量差异表达基因进行了分析。
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