草菇低溫表達(dá)譜的數(shù)據(jù)及冷誘導(dǎo)相關(guān)代謝途徑中關(guān)鍵基因表達(dá)量變化分析.pdf

1、草菇（Volvariella volvacea）是產(chǎn)于熱帶和亞熱帶高溫潮濕地區(qū)的一種腐生真菌，具有較高的營養(yǎng)和藥用價(jià)值。但是草菇不耐低溫冷藏，即使在常規(guī)低溫4℃條件下，菌絲也會(huì)迅速自溶，子實(shí)體會(huì)軟化、液化甚至腐爛。因此從分子水平探討草菇低溫自溶機(jī)制，并對其耐寒機(jī)制加以遺傳改造，可以為草菇低溫保鮮，低溫栽培以及菌種低溫保藏提供理論依據(jù)。
　　 草菇的全基因組測序工作已經(jīng)完成，以前對草菇低溫誘導(dǎo)基因的篩選用的是差異顯示技術(shù)，這種技術(shù)

2、只能分離到有限的差異基因片段。本實(shí)驗(yàn)利用數(shù)字基因表達(dá)譜測序技術(shù)制備草菇V23菌株和低溫誘變株VH3在0℃處理0、2、4小時(shí)的轉(zhuǎn)錄組表達(dá)譜數(shù)據(jù)，利用生物信息學(xué)技術(shù)對表達(dá)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析:1高表達(dá)基因在菌株內(nèi)兩兩比較分析;2差異表達(dá)基因涉及的代謝途徑分析;3冷誘導(dǎo)相關(guān)代謝途徑中相關(guān)基因表達(dá)量分析;4結(jié)合熒光定量PCR技術(shù)對相關(guān)代謝途徑中關(guān)鍵基因進(jìn)行表達(dá)量測定分析。結(jié)果顯示:
　　 1.在V23和VH3菌株處理組之間選取了前50個(gè)高表達(dá)

3、基因，進(jìn)行兩兩比較分析，在低溫處理組中的高表達(dá)基因大部分也同時(shí)出現(xiàn)在對照組中，33和34個(gè)基因同時(shí)分別出現(xiàn)在V23和VH3菌株對照組和低溫處理組中，我們認(rèn)為這些基因是與草菇菌絲維持正常生理功能有關(guān)的，而受低溫誘導(dǎo)的影響不大。
　　 2.當(dāng)對照組與低溫處理組拷貝數(shù)之間比值大于等于15其P＜0.01時(shí)，我們把這類基因規(guī)定為差異表達(dá)基因。在V23菌株差異表達(dá)基因中，發(fā)現(xiàn)了5個(gè)與抗性有關(guān)的基因，其中有一個(gè)與冷誘導(dǎo)有關(guān)涉及磷脂合成代謝途徑

4、。在VH3菌株中發(fā)現(xiàn)了4個(gè)與抗性有關(guān)的基因，其中有三個(gè)與冷誘導(dǎo)有關(guān)涉及糖原、海藻糖和甘露醇的合成降解途徑。
　　 3.我們對兩個(gè)菌株磷脂合成的相關(guān)基因表達(dá)量變化分析，發(fā)現(xiàn)VH3菌株磷脂合成的相關(guān)基因表達(dá)量大部分都上調(diào)，而V23菌株這些基因的表達(dá)量下調(diào)，磷脂是細(xì)胞膜上的重要成分，低溫處理后誘導(dǎo)了細(xì)胞膜上的磷脂合成，VH3菌株在低溫誘導(dǎo)后膜上磷脂合成代謝旺盛，提高了細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，而V23菌株沒有做出相應(yīng)的變化導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性發(fā)生變

5、化而自溶死亡。
　　 4.我們對兩個(gè)菌株糖原和海藻糖合成降解途徑中相關(guān)基因表達(dá)量變化分析，V23菌株和VH3菌株糖原和海藻糖合成相關(guān)的基因表達(dá)量上升，而VH3菌株表達(dá)量上升的幅度更大，但是V23菌株糖原和海藻糖降解的相關(guān)基因表達(dá)量也同時(shí)上調(diào)，恰好與VH3菌株相反，VH3菌株通過糖原和海藻糖等小分子糖類的合成，合成更多的糖原和海藻糖來抵御低溫脅迫，表現(xiàn)出了其耐低溫的特性。
　　 5.我們對上面三個(gè)途徑中的三個(gè)關(guān)鍵基因結(jié)合熒

6、光定量PCR技術(shù)進(jìn)行表達(dá)量測定分析，基本和表達(dá)譜數(shù)據(jù)一致，驗(yàn)證了表達(dá)譜的可信性同時(shí)數(shù)據(jù)顯示VH3菌株表現(xiàn)出耐低溫的優(yōu)良特性。
　　 6.我們對不飽和脂肪酸代謝途徑中兩個(gè)關(guān)鍵基因表達(dá)量測定，結(jié)果顯示兩個(gè)菌株在低溫刺激后，兩個(gè)基因表達(dá)量都下降了，但是VH3菌株下降的幅度要小于V23菌株，說明草菇在低溫刺激后不飽和脂肪酸合成的能力下降了，這可能和草菇不耐低溫有關(guān)。
　　 通過對草菇低溫表達(dá)譜的制備和數(shù)據(jù)分析，推測相關(guān)代謝途徑與