论文部分内容阅读
斑玉蕈(Hypsizygus marmoreus),又名海鲜菇、蟹味菇、真姬菇等,是重要的工厂化生产食用菌之一。目前栽培的斑玉蕈有褐色和白色两个品系,其中白色斑玉蕈菌株普遍表现出生长周期长、对营养条件和环境条件要求较高、抗逆境能力较低等现象。斑玉蕈子实体颜色变化的同时也伴随着其它与其生长相关的一系列性状的改变。本研究旨在了解斑玉蕈白色菌株颜色形成的机理,找到与之相关的基因及代谢途径,以期为白色斑玉蕈育种研究提供借鉴。本课题组此前对斑玉蕈菌株进行杂交实验时,获得一株由褐色斑玉蕈菌株(SIEF4076)突变而来的白色斑玉蕈菌株(SIEF4074).本研究以此为切入点,拟利用基因差异表达分析技术,寻找与斑玉蕈颜色表达相关的基因,并通过杂交分析法对斑玉蕈子实体颜色表达相关基因的遗传方式进行探究,具体结果如下：1.采用随机扩增多态性DNA(RAPD)和转录单位间隔区2(IGS2)共两种分子标记方法对白色突变株进行分子验证。原褐色斑玉蕈菌株(SIEF4076)和白色突变株(SIEF4074)的IGS2序列完全一致,且RAPD分析显示两个菌株的相似性系数为100%,验证了白色突变株。2.使用褐色斑玉蕈菌株(SIEF4076)和白色突变株(SIEF4074)为亲本菌株,采用原生质体杂交和单孢杂交两种杂交方法对斑玉蕈颜色表达相关基因遗传及传递方式进行探究。原生质体杂交共得到2个杂交组合,杂交菌株子实体颜色分别为白色与褐色,表明控制白色性状的基因可以在原生质体杂交子中稳定传递与表达。单孢杂交共得到45个杂交子,其中子实体褐色的杂交子共32株,子实体白色的杂交子共13株,其颜色分离比接近2.5：1,推测控制白色性状的基因可能不能够在单孢杂交中稳定的遗传与表达且控制斑玉蕈颜色形成的基因可能并非为单个基因。3.使用Hiseq2000测序技术对褐色斑玉蕈菌株(SIEF4076)及白色突变株(SIEF4074)菌丝转色期前后共4个样品的mRNA进行了转录组测序。4个样品包括SIEF4076和SIEF4074在转色期前后的菌丝体,样品分别标记为B1, B2, W1, W2。测序完成后对测序的结果进行了组装拼接、基因注释以及生物信息学分析。经过对基因组装、拼接、注释,一共得到24528个isogenes, isogene的平均长度为2167nt。分别对B1和B2,B2和W2两组数据进行差异基因比对,并以W1和W2的差异基因为对照,筛选到4个差异表达基因,分别为环戊酮1,2-单加氧酶基因、漆酶2基因、细胞色素P450基因以及MFS底物转运相关基因。将获得的差异基因进行Gene Ontology(GO)富集分析、Clusters of Orthologous Groups (COG)注释和KyotoEncyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)富集分析。COG注释结果显示差异基因主要参与核酸和蛋白质合成过程以及氨基酸和碳水化合物运输与代谢；GO富集分析显示碳水化合物代谢过程,水解酶活性功能和催化活性功能的差异基因最多；通过KEGG富集分析,所有的差异基因共富集到26个代谢通路中,其中包括色氨酸代谢通路、矿物质吸收信号通路等。