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热胁迫下香菇DnaJ调节生长素IAA合成影响菌丝耐热性的机理研究

批准号:
32072641
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
龚钰华
依托单位:
学科分类:
食用真菌学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
龚钰华

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
热胁迫影响香菇(Lentinula edodes)菌丝生长,高温常导致香菇在栽培中出现菌丝凋亡或菌棒腐烂。前期研究发现热胁迫下香菇体内一种重要的环境胁迫响应因子LeDnaJ07可通过调节胞内生长素IAA含量影响菌丝耐热性,但热胁迫下LeDnaJ07如何作用于IAA合成途径进而影响菌丝耐热性的机理尚不清楚。基于香菇基因组测序信息,本项目拟通过代谢流分析、蛋白互作、蛋白稳定性等研究内容,确定香菇体内生长素IAA合成途径及关键酶,揭示LeDnaJ07作用生长素IAA合成途径的关键靶标蛋白及其作用模式,明确LeDnaJ07在热胁迫下调控关键靶标蛋白影响耐热性的机制。本项目研究有利于揭示香菇耐热性机制,为进一步开展香菇耐热品种选育奠定理论基础,具有重要的科学意义和实践价值。
英文摘要
Heat stress affects mycelia growth, even high temperature often leads to the mycelia apoptosis or log rot in Lentinula edodes cultivation. Previous studies by applicants had found that the thermotolerance of L. edodes could be affected by auxin IAA which was regulated by LeDnaJ07. But how LeDnaJ07 acts on IAA synthesis pathway and affects the thermotolerance of mycelium under heat stress is unclear. Based on the genomic resequencing information of L. edodes, in this project, metabolic flow, protein interaction and stability analysis would be adopted to determine IAA synthesis pathway and key enzymes in L. edodes, reveal the key target proteins and its regulation mode of LeDnaJ07 acting on IAA synthesis pathway, and clarify the mechanism of LeDnaJ07 regulating thermotolerance by interaction with key target proteins under heat stress.This project is of great scientific significance and practical value to profoundly reveal the mechanism of thermotolerance in L. edodes under heat stress, and lay a theoretical foundation for further breeding of heat-resistant varieties of L. edodes.
研究背景:热胁迫影响香菇(Lentinula edodes)菌丝生长,高温常导致香菇在栽培中出现菌丝凋亡或菌棒腐烂。前期研究发现热胁迫下香菇体内一种重要的环境胁迫响应因子LeDnaJ07可通过调节胞内生长素IAA含量影响菌丝耐热性,但热胁迫下LeDnaJ07如何作用于IAA合成途径进而影响菌丝耐热性的机理尚不清楚。研究内容:本项目基于香菇基因组测序信息,通过靶向代谢组对香菇热胁迫不同时间植物激素类物质含量定量分析,发现香菇胞内IAA依赖色氨酸合成主要通过吲哚丙酮酸(IPYA)和色胺(TAM)途径,热胁迫下IAA含量上升,IPYA含量下降,色氨酸和色胺含量显著上升,热敏感菌株中色胺表现出高量积累,色胺和IAA的积累量共同调控了香菇菌丝的耐热性;香菇ALDH、TAA、TDC基因沉默均可负调控耐热性;转录组数据表明耐热菌株S606相对于热敏感菌株YS3357通过更早的上调热激蛋白和细胞壁合成基因表达策略获得更强的耐热能力,热胁迫24h后S606菌株通过提高IAA含量调控与压力响应和MAPK信号响应途径相关基因的表达来提高耐热能力;蛋白的体内和体外互作揭示香菇LeDnaJ07可与生长素IAA合成途径的关键合成基因ALDH和YUCCA以及MAPK途径的LeCLA4、LeKRAS蛋白发生相互作用,LeDnaJ07在热胁迫下主要通过调控关键靶标蛋白的热稳定性影响耐热性。研究意义:本项目研究有揭示了热胁迫下香菇IAA合成途径及其合成代谢流变化,揭示了IAA通过调控MAPK信号转导途径基因表达提升菌丝耐热性机制,发现香菇DnaJ07蛋白可与IAA合成途径关键酶蛋白ALDH和YUCCA进行互作提高酶蛋白的稳定性提升耐热性,为进一步开展香菇耐热品种选育奠定理论基础,提供了候选调控因子和基因,具有重要的科学意义和实践价值。
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