基于基因组、转录组和代谢水平对木材腐朽真菌的腐朽类型划分标准界定的研究
批准号:
32070016
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
司静
依托单位:
学科分类:
微生物多样性、分类与系统发育
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
司静
中文摘要
木材腐朽真菌是大型真菌的一个重要类群,在森林生态系统的物质循环、能量流动和交替更新等过程中发挥着十分重要的作用,并且其中一些种类还是重要的食药用和工业用真菌,具有多种价值和功能。腐朽类型作为木材腐朽真菌的一个重要分类依据,其划分标准不明确势必会影响木材腐朽真菌的多样性、系统发育及资源利用研究的进行。因此,本项目拟针对全国范围开展木材腐朽真菌标本的采集及种质资源收集,在利用形态学和分子生物学方法将物种准确鉴定的基础上,通过组学、酶学及物理化学表征等多种技术手段分析典型白腐真菌和褐腐真菌类群的代表性种类,明晰关键功能差异基因,比较基因、转录和代谢水平上的差异,揭示降解机制及变化规律,同时结合形态学特征及系统发育分析结果,提出准确可靠的界定木材腐朽真菌腐朽类型的新标准,用于后续木材腐朽真菌的分类及系统发育研究,为构建更加科学自然的分类体系、促进真菌分类学的进一步发展提供必要的科学依据和技术支撑。
英文摘要
Wood decaying fungi, an important group of macrofungi, act a very significant role in substance circulation, energy flow, and alternation update in forest ecosystem. And some of them are valuably edible, medicinal, and industrial fungi, with a huge variety of values and functions. Decaying type is accepted to be a pivotal evidence for taxonomy of wood decaying fungi. Nevertheless, the existence of unclear and incorrect classification criteria inevitably have notorious impact on the researches towards diversity, phylogenetic studies, and resources utilization of wood decaying fungi. In this project, wood decaying fungi and their germplasm resources will be collected nationwide and then identified based on morphological and molecular data. Representative species of typical white rot and brown rot fungi will be selected and analyzed by using omics, enzymology, physical and chemical characterization, and other technical strategies, illuminating key functional differentially expressed genes. Most importantly, the differences of the representative species in terms of gene, transcription, and metabolism levels will be compared, whereupon unearthing the degradation mechanism and change regularity. A new standard for accurate and reliable definition of the decaying type on wood decaying fungi will be introduced by virtue of morphological, phylogenetic, genomics, transcriptomics, and metabolism results. The findings of the current study would be applied for subsequent taxonomic and phylogenic studies of wood decaying fungi, consequently offering essential scientific basis and technical support for establishment of more scientific and natural taxonomic system, and acceleration of further development of fungal taxonomy.
木材腐朽真菌是大型真菌的一个重要类群,在森林生态系统的物质循环、能量流动和交替更新等过程中发挥着十分重要的作用,并且其中一些种类还是重要的食药用和工业用真菌,具有多种价值和功能。腐朽类型作为木材腐朽真菌的一个重要分类依据,其划分标准不明确势必会影响木材腐朽真菌的多样性、系统发育及资源利用研究的进行。通过本项目的实施,收集整理归纳完善了国内外有关木材腐朽真菌种类、分布、寄主、分泌酶系、次级代谢产物等相关文献资料;对全国范围内不同地区不同森林生态系统中的木材腐朽真菌开展了资源调查、标本采集、种质资源收集,共采集木材腐朽真菌标本1070号,其他真菌标本360号,收集种质资源97株,利用形态学和分子生物学方法准确鉴定了标本和菌株;基于内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)、核糖体大亚基(nuclear ribosomal large subunit,nrLSU)、转录延伸因子1-α(translation elongation factor 1-α,TEF1-α)等单基因或多基因片段,利用最大似然法(maximum likelihood,ML)、最大简约法(maximum parsimony,MP)或贝叶斯法(Bayesian inference,BI),分别针对采集的木材腐朽真菌及其他真菌不同类群进行了系统发育分析,共发现新种22个;完成了典型白腐真菌和褐腐真菌类群代表性种类的全基因组和转录组测序、组装和注释,明晰了差异表达基因的变化规律和关键功能基因;解析了典型白腐真菌和褐腐真菌类群代表性种类降解过程中的酶系及活性、木质纤维基质组分结构变化,阐明了不同腐朽类型、不同基质、不同培养时间的响应机制;比较了白腐真菌和褐腐真菌在形态、系统发育、基因、转录和代谢水平上的差异,初步建立了基于多评价因素界定木材腐朽真菌腐朽类型的新标准;在分离菌株及测定酶活的过程中,对灵芝属、栓孔菌属和桑黄属的部分种类也进行了产酶能力和次级代谢的研究。本项目所取得的成果可用于后续木材腐朽真菌的分类及系统发育研究,为构建更加科学自然的分类体系、促进真菌分类学的进一步发展提供了必要的科学依据和技术支撑,也为真菌服务于绿色发展和生命健康储备了更多重要种质资源。
青藏高原木材腐朽真菌多样性及适应性进化机制研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:司静
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依托单位:
栓孔菌属真菌物种亲缘关系与产漆酶能力的相关性及所产漆酶对环境激素降解的研究
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批准号:31700016
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2017
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负责人:司静
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依托单位:
国内基金
海外基金