斑玉蕈顏色性狀遺傳特點(diǎn)及轉(zhuǎn)錄組分析.pdf

1、斑玉蕈（Hypsizygus marmoreus），又名海鮮菇、蟹味菇、真姬菇等，是重要的工廠化生產(chǎn)食用菌之一。目前栽培的斑玉蕈有褐色和白色兩個(gè)品系，其中白色斑玉蕈菌株普遍表現(xiàn)出生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、對(duì)營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件要求較高、抗逆境能力較低等現(xiàn)象。斑玉蕈子實(shí)體顏色變化的同時(shí)也伴隨著其它與其生長(zhǎng)相關(guān)的一系列性狀的改變。本研究旨在了解斑玉蕈白色菌株顏色形成的機(jī)理，找到與之相關(guān)的基因及代謝途徑，以期為白色斑玉蕈育種研究提供借鑒。
　　本課題組

2、此前對(duì)斑玉蕈菌株進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，獲得一株由褐色斑玉蕈菌株(SIEF4076)突變而來(lái)的白色斑玉蕈菌株(SIEF4074)。本研究以此為切入點(diǎn)，擬利用基因差異表達(dá)分析技術(shù)，尋找與斑玉蕈顏色表達(dá)相關(guān)的基因，并通過(guò)雜交分析法對(duì)斑玉蕈子實(shí)體顏色表達(dá)相關(guān)基因的遺傳方式進(jìn)行探究，具體結(jié)果如下:
　　1.采用隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA（RAPD）和轉(zhuǎn)錄單位間隔區(qū)2(IGS2)共兩種分子標(biāo)記方法對(duì)白色突變株進(jìn)行分子驗(yàn)證。原褐色斑玉蕈菌株(SIEF407

3、6)和白色突變株(SIEF4074)的IGS2序列完全一致，且RAPD分析顯示兩個(gè)菌株的相似性系數(shù)為100％，驗(yàn)證了白色突變株。
　　2.使用褐色斑玉蕈菌株(SIEF4076)和白色突變株(SIEF4074)為親本菌株，采用原生質(zhì)體雜交和單孢雜交兩種雜交方法對(duì)斑玉蕈顏色表達(dá)相關(guān)基因遺傳及傳遞方式進(jìn)行探究。原生質(zhì)體雜交共得到2個(gè)雜交組合，雜交菌株子實(shí)體顏色分別為白色與褐色，表明控制白色性狀的基因可以在原生質(zhì)體雜交子中穩(wěn)定傳遞與表達(dá)。

4、單孢雜交共得到45個(gè)雜交子，其中子實(shí)體褐色的雜交子共32株，子實(shí)體白色的雜交子共13株，其顏色分離比接近2.5∶1，推測(cè)控制白色性狀的基因可能不能夠在單孢雜交中穩(wěn)定的遺傳與表達(dá)且控制斑玉蕈顏色形成的基因可能并非為單個(gè)基因。
　　3.使用Hiseq2000測(cè)序技術(shù)對(duì)褐色斑玉蕈菌株(SIEF4076)及白色突變株(SIEF4074)菌絲轉(zhuǎn)色期前后共4個(gè)樣品的mRNA進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。4個(gè)樣品包括SIEF4076和SIEF4074在轉(zhuǎn)色

5、期前后的菌絲體，樣品分別標(biāo)記為B1，B2，W1，W2。測(cè)序完成后對(duì)測(cè)序的結(jié)果進(jìn)行了組裝拼接、基因注釋以及生物信息學(xué)分析。經(jīng)過(guò)對(duì)基因組裝、拼接、注釋，一共得到24528個(gè)isogenes，isogene的平均長(zhǎng)度為2167nt。分別對(duì)B1和B2，B2和W2兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行差異基因比對(duì)，并以W1和W2的差異基因?yàn)閷?duì)照，篩選到4個(gè)差異表達(dá)基因，分別為環(huán)戊酮1，2-單加氧酶基因、漆酶2基因、細(xì)胞色素P450基因以及MFS底物轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因。將獲得的差

6、異基因進(jìn)行GeneOntology(GO)富集分析、Clusters of Orthologous Groups(COG)注釋和KyotoEncyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)富集分析。COG注釋結(jié)果顯示差異基因主要參與核酸和蛋白質(zhì)合成過(guò)程以及氨基酸和碳水化合物運(yùn)輸與代謝;GO富集分析顯示碳水化合物代謝過(guò)程，水解酶活性功能和催化活性功能的差異基因最多;通過(guò)KEGG富集分析，所有的差異基因共富集到2