基于转录组学的氧化胁迫下调控黄曲霉毒素合成的基因筛选和确证
发布时间：2020-07-13 01:20
【摘要】：黄曲霉毒素(Aflatoxin,AF)主要由黄曲霉和寄生曲霉产生的次级代谢产物,具有致癌、致畸、致细胞突变的“三致”作用,能污染多种食品和饲料,严重危害人畜健康和环境安全。有效地预防、控制黄曲霉毒素污染对保障食品安全和人类健康至关重要,而阐明黄曲霉毒素的生物合成途径与分子调控显得尤为突出。本研究以不同产毒能力的黄曲霉菌株的转录组学数据为研究背景,开展氧化胁迫条件下的与黄曲霉毒素生物合成相关的调控研究。本研究的主要结论有:1.通过对高产毒、中产毒和不产毒的黄曲霉菌株(TF-12,TF-7,XinZ-16)进行1-8天培养,结果表明当培养至第5天时单位菌丝产毒量最高。2.收集培养5天时的高产毒(TF-12)和不产毒(XinZ-16)黄曲霉的菌丝,提取RNA并进行转录组测序。通过GO分析高产毒(TF-12)和不产毒(XinZ-16)的转录组序列,共得到2554个差异表达基因。在不产毒菌株中,29个黄曲霉毒素合成基因中的24个合成基因表达量显著下调,尤其是毒素合成基因簇的下游基因,表达量极低甚至不表达。此外,不产毒菌(XinZ-16)中的全局调控因子和其他与黄曲霉毒素合成相关的转录因子的表达量显著低于产毒菌。其中与氧化胁迫相关的调控黄曲霉毒素合成的afap1基因的表达差异极为显著,因此判定该基因可能是影响黄曲霉菌产毒的关键基因。3.通过序列比对分析发现,afap1基因是和氧化胁迫相关的Yap1基因的同源基因,在其他曲霉属中也有同源序列。4.利用不同浓度的过氧化氢处理黄曲霉菌TF-12和XinZ-16,发现两株黄曲霉菌对过氧化氢均较为敏感,当H202浓度达到20 mM时,其生长均受到明显抑制,当H2O2浓度达到40 mM时,其生长完全受到抑制。然而,当H202浓度仅达到10mM时,高产毒菌株(TF-12)产毒量达到最高,随后随着H2O2浓度的增加,则抑制了菌株产毒。5.在成功构建afap1基因的敲除突变株△afap1的基础上,用不同浓度的过氧化氢处理野生型菌株CA14PTs与敲除菌株△afap1。当H202浓度仅达到5mM时,△afap1生长完全受到抑制,CA14PTs生长却没有明显变化。此外,△afap1产毒量仅为CA14PTs的产毒量的四分之一。分析野生型菌株CA14PTs与敲除菌株△afap1中不同基因的表达水平,结果表明afap1基因敲除后,黄曲霉毒素合成基因簇下游基因表达量显著下降,而与氧化胁迫相关的调控基因表达量显著上升。本文结果表明不同产毒能力的黄曲霉菌株中黄曲霉毒素合成基因和氧化应激相关基因在转录水平上有很大差异,而其中和氧化胁迫相关的转录因子Afap1在黄曲霉中的氧化应激系统和黄曲霉毒素生物合成中起着关键的作用。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士后
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TS201.6;Q78
【图文】：
属Ｃ４—哕／ｈ）中常见的一种腐生型好氧真菌，是温暖地区常见的占优逡逑势的霉菌，在高于４５°的地区中则较为少见（Ｋｌｉｃｈ，邋２００７）。逡逑黄曲霉菌在土壤中主要以分生孢子或菌核等形式体存在（图１．１），逡逑也能够以菌丝体形式存在于植物等生物组织中，其中菌核抗逆性强，可逡逑以在高温、干旱等极端环境条件下存活，并产生分生孢子或子囊孢子；逡逑菌体产生的无性孢子以空气、昆虫、植物和动物等为媒介在自然环境中逡逑传播扩散，并在适宜条件下进一步生长繁殖（Ｗｉｃｋｌｏｗ，邋１９９３；邋Ｈｏｒｎ等，逡逑２００９）。逡逑，，逡逑，、Ｔ：ｓｒ邋：於公备名逡逑ｊ邋一一逡逑－．ｌｙｃｏｆｃｕｍ邋Ｓｃｉｅｒｏｄａ逦ｆ逦－＾２邋■逦＾逡逑Ｔ逦Ｖ．＇产p海骸ⅲ哄义希幔蓿睿螅椋椋欤椋蝈寤醴义贤迹保被魄咕纳し敝彻碳岸粤甘匙魑锏奈：﹀义希疲椋纾澹保卞澹裕瑁邋澹纾颍铮鳎簦桢澹幔睿溴澹颍澹穑颍铮洌酰悖簦椋铮铄澹铮妫粒妫欤幔觯酰箦澹幔睿溴澹椋簦箦澹瑁幔颍礤澹簦镥澹纾颍幔椋铄澹悖颍铮穑螅义匣魄咕冢茫伲僚嘌ǎ茫幔穑澹脲澹澹幔螅翦澹澹簦颍幔悖簦┥仙そ峡欤冢玻
本文编号：2752749
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士后
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TS201.6;Q78
【图文】：
属Ｃ４—哕／ｈ）中常见的一种腐生型好氧真菌，是温暖地区常见的占优逡逑势的霉菌，在高于４５°的地区中则较为少见（Ｋｌｉｃｈ，邋２００７）。逡逑黄曲霉菌在土壤中主要以分生孢子或菌核等形式体存在（图１．１），逡逑也能够以菌丝体形式存在于植物等生物组织中，其中菌核抗逆性强，可逡逑以在高温、干旱等极端环境条件下存活，并产生分生孢子或子囊孢子；逡逑菌体产生的无性孢子以空气、昆虫、植物和动物等为媒介在自然环境中逡逑传播扩散，并在适宜条件下进一步生长繁殖（Ｗｉｃｋｌｏｗ，邋１９９３；邋Ｈｏｒｎ等，逡逑２００９）。逡逑，，逡逑，、Ｔ：ｓｒ邋：於公备名逡逑ｊ邋一一逡逑－．ｌｙｃｏｆｃｕｍ邋Ｓｃｉｅｒｏｄａ逦ｆ逦－＾２邋■逦＾逡逑Ｔ逦Ｖ．＇产p海骸ⅲ哄义希幔蓿睿螅椋椋欤椋蝈寤醴义贤迹保被魄咕纳し敝彻碳岸粤甘匙魑锏奈：﹀义希疲椋纾澹保卞澹裕瑁邋澹纾颍铮鳎簦桢澹幔睿溴澹颍澹穑颍铮洌酰悖簦椋铮铄澹铮妫粒妫欤幔觯酰箦澹幔睿溴澹椋簦箦澹瑁幔颍礤澹簦镥澹纾颍幔椋铄澹悖颍铮穑螅义匣魄咕冢茫伲僚嘌ǎ茫幔穑澹脲澹澹幔螅翦澹澹簦颍幔悖簦┥仙そ峡欤冢玻
本文编号：2752749
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