草菇MADS-box转录因子Vvrin1基因的鉴定与功能分析

【作者】 陈炳智； 陈天赐； 李凌； 胡宇欣； 张芳艺； 谢宝贵； 江玉姬；

【机构】 福建农林大学食品科学学院； 福建农林大学菌物研究中心；

【摘要】 MADS-box转录因子对植物的成熟衰老和真菌的子实体发育起到重要的调控作用。草菇是我国土特产出口的主要种类之一,其味道鲜美,香味浓郁,而且营养丰富,是具有中国特色的食药用菌。但草菇采后极易开伞,低温贮藏(10℃以下)则容易自溶、渗水腐、发出异味,是最不易贮藏的食用菌之一,这些问题限制了草菇的贮藏及运输。因此,本研究通过生物信息方法及分子生物学的手段对草菇的基因组、转录组数据进行分析,获得了草菇MADS-box转录因子基因Vvrin1。该基因全长1 392bp,含2个内含子,编码419个氨基酸残基。该转录因子含有一个MADS-box结构域,序列与双孢蘑菇Agaricus bisporus、斑玉蕈Hypsizygus marmoreus和灰盖鬼伞Coprinopsis cinerea的MADS-box转录因子相似性分别为71%、67%和61%。通过表达谱数据及荧光定量PCR分析表明Vvrin1基因在草菇子实体伸长期菌柄的表达量出现高峰,具有极显著性差异(P<0.01),推测该转录因子参与调控草菇菌柄的伸长,菌盖的开伞。进一步构建该基因的Overexpression与RNAi表达载体,通过农杆菌介导的方法进行转化草菇异核菌株H1521菌丝块。通过潮霉素抗性平板筛选,PCR扩增潮霉素抗性基因及Vvrin1基因特异片段,qRT-PCR分析拟转化子菌株内的Vvrin1基因表达量,最终获得了8个比较可靠的Overexpression转化子和5个RNAi转化子。进一步对这些转化子的表型进行初探,发现其中7个Overexpression转化子的生长速度比出发菌株H1521快,具有显著性差异(P<0.05),且转化子菌丝更浓密,菌落表面颜色更深;5个RNAi转化子菌丝在PDA固体培养基和栽培料中的生长速度均显著(P <0.05)小于转化野生型菌株H1521,且转化子菌丝颜色呈黄白色,较粗,较稀疏。推测草菇MADS-box转录因子Vvrin1基因可能参与了菌丝阶段生长速度的调控。RNAi转化子菌丝阶段的转录组测序数据发现,上调基因主要富集在核糖体、氨基酸生物合成和次生代谢物的生物合成等途径;下调基因主要富集在MAPK信号通路、脂肪酸氧化、磷脂酰肌醇信号系统等途径。结合文献进一步推测MADS-box转录因子Vvrin1基因表达水平降低会影响MAPK信号通路和磷脂酰肌醇信号系统的表达,进而降低菌丝生长速度,影响原基形成。研究结果为进一步研究MADS-box转录因子Vvrin1基因在草菇成熟衰老中的作用提供了菌株材料及数据支持。更多还原