糙皮侧耳Zn2Cys6转录因子家族的表达分析及PoZCP26的功能研究

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:natural_jack
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糙皮侧耳Pleurotus ostreatus(Jacq.)P.Kumm.是我国重要的栽培食用菌之一,其热胁迫响应和子实体发育机理一直是研究的热点。Zn2Cys6型锌指转录因子家族(也称锌簇蛋白,ZCP)是真菌中最大转录因子家族之一,在多种逆境胁迫响应和子实体发育中有着重要作用,但是该家族在糙皮侧耳中的生物学功能还缺乏深入研究。本论文通过生物信息学方法鉴定了糙皮侧耳中Zn2Cys6型锌指转录因子家族成员(PoZCPs),并对其在热胁迫和子实体发育中的表达情况进行了分析,同时对积极参与热胁迫和子实体发育的家族成员PoZCP26的功能及其下游调控机理进行了研究。本论文主要结果如下:1.在糙皮侧耳基因组中共鉴定出66个ZCP家族成员,依次命名为Po ZCP01-PoZCP66;根据其锌指结构域可以分为15个类型,标记为A-O;家族成员间的理化性质差别较大,多数定位在细胞核中;根据其进化关系可以分为6个类群,每个类群中的家族成员在基因结构和保守基序上都有一定的相似性。2.通过转录组测序分析了PoZCP家族成员在热胁迫不同时间和子实体发育中的表达特征,发现家族成员在热胁迫和子实体发育中的表达模式丰富;利用筛选得到的糙皮侧耳稳定内参基因tub、actin1进行实时荧光定量PCR验证了不同表达模式中变化最明显的13个成员的表达情况,发现在热胁迫中,PoZCP15、PoZCP26和PoZCP31显著上调表达,在子实体发育中,PoZCP10、PoZCP26、PoZCP31和PoZCP40显著上调表达,PoZCP26和PoZCP31同时参与了热胁迫响应和子实体发育。3.采用根癌农杆菌介导法,将目的片段随机插入并整合至糙皮侧耳基因组中,获得糙皮侧耳PoZCP26过表达和RNA干扰突变体,分析了PoZCP26在糙皮侧耳菌丝的生长、耐热性和子实体发育中的功能,结果显示PoZCP26正向调节了菌丝的生长速度和热胁迫后的恢复生长能力;PoZCP26的过表达增强了菌丝在热胁迫中的耐受性,其在热胁迫中的作用可能是由于其影响了菌丝对H2O2的耐受性而造成的。PoZCP26在一定程度上正调控了菌丝在栽培基质内的生长速度,PoZCP26过表达后原基形成时间和子实体形态同野生型无显著差异,PoZCP26受到干扰后明显延迟了原基的形成并抑制了其分化,进而导致子实体畸形,发育受阻。4.PoZCP26可能通过调控G蛋白、疏水蛋白、DnaJ蛋白及参与蛋白泛素化和碳水化合物代谢相关酶的基因表达,进而发挥了其在菌丝生长、热胁迫响应和子实体发育中的作用;同时还对其可能结合的motif序列进行了分析,筛选出了一些可能的候选motif序列。本研究为探究ZCP家族成员在糙皮侧耳中的功能奠定了基础,为糙皮侧耳热胁迫响应和子实体发育的分子机制提供了新的见解,为糙皮侧耳及食用菌的分子育种提供了靶标。
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