梯棱羊肚菌转录因子MSN2在菌核发育中的功能研究

批准号:
31902087
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
刘奇正
依托单位:
学科分类:
C1510.食用真菌学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
梯棱羊肚菌是近年来规模化栽培的珍稀食用菌,但其产量不稳定。菌核是其子实体发育的重要阶段,产菌核能力和数量是栽培中衡量菌种质量的重要标准。项目前期研究发现活性氧(ROS)调控其菌核形成,高ROS区细胞老化,低ROS区形成菌核,两区域细胞中相关基因表达水平不同,表明不同氧化压力下细胞具不同的分化命运,但相关作用机制资料匮乏。本项目拟以响应ROS诱导信号转导途径中的转录因子MSN2为切入点,通过磷酸化水平、亚细胞定位检测,揭示MSN2感受ROS诱导信号转导与其修饰水平和定位间的关系;ChIP-Seq检测其靶基因,结合MSN2过表达和干扰菌株表型观察、转录组分析靶基因表达水平等,揭示MSN2在细胞中响应不同ROS强度诱导信号转导的分子机制,从而阐明其调控菌核发育的功能。本研究为深入阐明梯棱羊肚菌菌核发育机制提供基础,更为解决人工栽培中相关科学问题提供理论依据,预期研究具有重要的科学意义和实践价值。
英文摘要
Morchella importuna are prized edible mushrooms and the outdoor cultivation of morels has succeeded in recent years, but the production is unstable. Sclerotium is an important phase in Morel’s life cycle and the amount of sclerotium is the most important quality standard of the spawn. Our previous studies showed that sclerotium formation regulated by reactive oxygen species (ROS), cells in the high ROS stress area gradually aged, and cells in the low ROS stress area formed sclerotia. Moreover, ROS related gene’s expression level in two areas were different, showed that cells in different ROS stress with different of morphogenesis, and the ROS play an important role in regulation of sclerotia formation, but its mechanism is not clear. In this project, we focused on MSN2, which is a transcription factor in the ROS induced signal transduction pathway. Applied with phosphorylation level and subcellular localization detection, to discover the mechanism of the MSN2 activated by ROS signal. ChIP-Seq performed to detection of MSN2’s target gene, combined with MSN2 overexpression and interference strain phenotype observation, transcriptome analysis of target gene expression level, revealed the molecular mechanism of MSN2 in response to the signal transduction induced by different ROS intensity, so as to clarify its functional mechanism of regulating sclerotia development. This study provides a basis for further elucidation of the sclerotia development mechanism of Morchella importuna and a theoretical foundation for solving relevant scientific problems in artificial cultivation. It is expected that the study will have important scientific significance and practical value.
梯棱羊肚菌是近年来规模化栽培的珍稀食用菌,但是其生长发育中许多生物学问题不明,这些尚未明确的因素威胁着生产栽培的稳定性,成为产业发展的障碍,其中菌种质量是最具代表性的问题,生产中以菌核数量为菌种质量的衡量标准,但是目前为止,菌核形成和发育的机制不明。项目前期研究发现活性氧刺激可以促进菌核的形成,确定活性氧为调控羊肚菌菌核形成重要因素,但其具体作用机制不明。通过项目实施,对菌核起始阶段(SI)的菌核和菌丝细胞进行基因表达分析和生理实验,揭示关键活性氧代谢调控菌核发育的信号传递途径,主要结果有:(1)梯棱羊肚菌菌核和菌丝区域基因表达水平存在较大差异,菌丝细胞具有更旺盛的代谢活动,而在菌核细胞中转录和DNA修复等过程更活跃;且多个小分子热激蛋白在菌核细胞中上调表达;(2)过氧化氢诱导信号途径下游转录因子MSN2的靶基因在菌丝和菌核中的表达水平差异较大,MSN2通过调节不同的靶基因来响应不同强度活性氧胁迫信号;同时也发现梯棱羊肚菌中MSN2靶基因都存在STRE顺式作用元件,表明MSN2对靶基因的调控具有保守性;(3)不同氧化压力下的细胞具有不同的分化命运。本研究揭示MSN2在细胞中响应不同活性氧强度诱导信号转导的分子机制,进一步解析了活性氧调控梯棱羊肚菌菌核发育的机制。发表SCI论文(第一标注)2篇,中文核心期刊论文(第一标注)2篇,在投SCI论文1篇。本项目实施为深入阐明梯棱羊肚菌菌核发育机制提供基础,更为解决人工栽培中相关科学问题提供理论依据,具有重要的科学意义和实践价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Comparative transcriptome analysis of cells from different areas reveals ROS responsive mechanism at sclerotial initiation stage in Morchella importuna.
不同区域细胞的比较转录组分析揭示了羊肚菌菌核起始阶段的ROS反应机制
DOI:10.1038/s41598-021-87784-w
发表时间:2021-05-03
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Liu Q;He G;Wei J;Dong C
通讯作者:Dong C
Mating-Type Genes Play an Important Role in Fruiting Body Development in Morchella sextelata.
交配型基因在羊肚菌子实体发育中发挥重要作用
DOI:10.3390/jof8060564
发表时间:2022-05-25
期刊:Journal of fungi (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:
通讯作者:
DOI:10.13346/j.mycosystema.210329
发表时间:2021
期刊:菌物学报
影响因子:--
作者:刘奇正;屈珊;谭方河;董彩虹
通讯作者:董彩虹
DOI:10.16488/j.cnki.1005-9873.2020.04.021
发表时间:2020
期刊:食用菌学报
影响因子:--
作者:刘奇正;董彩虹
通讯作者:董彩虹
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