刺芹侧耳交配型基因敲入单核体后锁状联合和核相的表征观察
发布时间：2021-04-01 09:48
刺芹侧耳是一种典型的具四极性交配型系统的担子菌,通常需要一对可亲和的单核菌丝体才能够形成稳定的双核菌丝体。本研究将刺芹侧耳单核菌株181（A1B1）中A和B交配型基因HD1和HD2以及信息素前体基因PEphb3.1和PEphb3.3克隆后,通过PEG介导的方式敲入到可亲和的单核菌株183（A2B2）中,获得了22个阳性转化子。运用荧光显微镜对其中11个具有锁状联合的转化子进行了详细观察,描述了锁状联合和细胞核相。研究结果为进一步开展交配型基因的遗传操作研究提供了方法学上的借鉴和参考。本文还探讨了同核双核体的概念和应用价值。
【文章来源】：菌物学报. 2020,39(06)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
刺芹侧耳交配型基因转化质粒pMatAB结构图
在PDA平板上观察双核菌株XH、单核体菌株183以及6个转化子（183-p Mat AB-4、7、8、9、14、18）的生长菌落形态（图2），可以发现双核菌株XH（图2A）具有较快的生长速度，单核体菌株183（图2B）生长速度较慢。转化子的生长速度快慢不等，转化子183-pMatAB-4（图2C）的生长速度似乎要慢于单核体菌株183，转化子183-pMatAB-7（图2D）的生长速度要快于单核体菌株183，但是存在明显的菌落角变现象，这个现象反复出现，菌落经过多次纯化后仍旧存在，可能是转化子的生理表现，其遗传学原因有待于进一步研究。转化子183-pMatAB-8、9、14、18（图2E、2F、2G、2H）的生长速度都要比单核体菌株183快，但是比双核菌株XH慢。这些转化子在菌落生长速度和形态方面的变化是否是由转化过程中外源DNA在基因组中的插入位点所引发的，值得下一步开展细致的研究。随后进一步采用荧光显微镜对具有锁状联合的6个转化子（183-pMatAB-4、7、8、9、14、18）以及双核菌株XH、单核体菌株183进行了细致观察。根据荧光显微镜观察可以看到，这些菌丝中锁状联合的数目不同，细胞核的核相也处于不同时期（表3，图3）。双核菌株XH中可以观察到明显的锁状联合结构，细胞核大部分处于分裂间期，遗传物质以染色质的形态存在，不易被染色观察到（图3A）。单核体菌株183没有观察到锁状联合，一些菌丝细胞中可见细胞核，也可见细胞核拉长的现象，可能是染色体正在转变为染色质（图3B）。在转化子183-pMatAB-4中，可以观察到结构清楚的锁状联合结构，部分细胞核正处于细胞分裂期，遗传物质聚集为染色体，经过染色后清晰可见（图3C）；转化子183-pMatAB-7同样可以清晰看到较多的锁状联合结构，大部分细胞核正处于分裂时期，一些细胞核正位于锁状联合的钩状细胞中（图3D）。转化子183-p Mat AB-8可见具有和转化子183-pMatAB-7相同的表征，但是不够典型（图3E）；转化子183-pMatAB-9除了具有典型的锁状联合结构外，可以观察到大量的钩状突起（图3F），这个表征在转化子183-pMatAB-14中也非常明显（图3G）；转化子183-pMatAB-18的锁状联合结构清晰，但是没有观察到处于分裂期的细胞核（图3H）。
随后进一步采用荧光显微镜对具有锁状联合的6个转化子（183-pMatAB-4、7、8、9、14、18）以及双核菌株XH、单核体菌株183进行了细致观察。根据荧光显微镜观察可以看到，这些菌丝中锁状联合的数目不同，细胞核的核相也处于不同时期（表3，图3）。双核菌株XH中可以观察到明显的锁状联合结构，细胞核大部分处于分裂间期，遗传物质以染色质的形态存在，不易被染色观察到（图3A）。单核体菌株183没有观察到锁状联合，一些菌丝细胞中可见细胞核，也可见细胞核拉长的现象，可能是染色体正在转变为染色质（图3B）。在转化子183-pMatAB-4中，可以观察到结构清楚的锁状联合结构，部分细胞核正处于细胞分裂期，遗传物质聚集为染色体，经过染色后清晰可见（图3C）；转化子183-pMatAB-7同样可以清晰看到较多的锁状联合结构，大部分细胞核正处于分裂时期，一些细胞核正位于锁状联合的钩状细胞中（图3D）。转化子183-p Mat AB-8可见具有和转化子183-pMatAB-7相同的表征，但是不够典型（图3E）；转化子183-pMatAB-9除了具有典型的锁状联合结构外，可以观察到大量的钩状突起（图3F），这个表征在转化子183-pMatAB-14中也非常明显（图3G）；转化子183-pMatAB-18的锁状联合结构清晰，但是没有观察到处于分裂期的细胞核（图3H）。从上述对6个转化子的观察可以发现单核体‘183’在同时敲入A和B交配型基因后，不仅获得了形成锁状联合的能力，而且锁状联合的数量有增加的趋势。这与Yi et al.(2010）在滑菇敲入A交配型基因和Kim et al.(2014）在刺芹侧耳中敲入B交配型基因后观察到的结果是一致的；同时一些杂交子能够观察到细胞核处于分裂期，在荧光染色下显示明显的核形态，一些细胞核还处于锁状联合的钩状细胞中，这个表征通常在正常的双核菌丝中很难观察到。上述这些转化子的显微表征都暗示将交配型基因敲入到同一个基因组后，有可能增加了亲和的同源结构域蛋白之间甚至包括亲和的信息素受体核信息素前体之间相互作用的机率，从而导致细胞分裂处于比较旺盛的状态。另外一方面，在一些转化子中观察到很多不是位于细胞横隔位置的钩状细胞，B交配型基因调控钩状细胞的发生，这也暗示B交配型基因可能处于很活跃状态导致有异常的钩状细胞产生。
【参考文献】：
期刊论文
[1]担子菌类食用菌交配型位点结构的研究进展[J]. 鲍大鹏. 菌物学报. 2019(12)
[2]运用萎锈灵抗性基因构建香菇聚乙二醇介导的遗传转化方法[J]. 鲍大鹏,杨瑞恒,王莹,茅文俊,汪滢,李燕. 微生物学通报. 2018(08)
[3]瓶栽刺芹侧耳新品种U5选育及其农艺性状分析[J]. 王瑞娟,章炉军,李红梅,李玉,宋春艳,张美彦,谭琦,尚晓冬. 食用菌学报. 2014(03)
[4]草菇gpi基因结构及其异核体表达协同增效作用[J]. 刘朋虎,谢宝贵,邓优锦,陈炳智,贵甫,朱坚,江玉姬,刘新锐. 食用菌学报. 2011(04)
[5]中国食用菌名录[J]. 戴玉成,周丽伟,杨祝良,文华安,图力古尔,李泰辉. 菌物学报. 2010(01)
本文编号：3113130
【文章来源】：菌物学报. 2020,39(06)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
刺芹侧耳交配型基因转化质粒pMatAB结构图
在PDA平板上观察双核菌株XH、单核体菌株183以及6个转化子（183-p Mat AB-4、7、8、9、14、18）的生长菌落形态（图2），可以发现双核菌株XH（图2A）具有较快的生长速度，单核体菌株183（图2B）生长速度较慢。转化子的生长速度快慢不等，转化子183-pMatAB-4（图2C）的生长速度似乎要慢于单核体菌株183，转化子183-pMatAB-7（图2D）的生长速度要快于单核体菌株183，但是存在明显的菌落角变现象，这个现象反复出现，菌落经过多次纯化后仍旧存在，可能是转化子的生理表现，其遗传学原因有待于进一步研究。转化子183-pMatAB-8、9、14、18（图2E、2F、2G、2H）的生长速度都要比单核体菌株183快，但是比双核菌株XH慢。这些转化子在菌落生长速度和形态方面的变化是否是由转化过程中外源DNA在基因组中的插入位点所引发的，值得下一步开展细致的研究。随后进一步采用荧光显微镜对具有锁状联合的6个转化子（183-pMatAB-4、7、8、9、14、18）以及双核菌株XH、单核体菌株183进行了细致观察。根据荧光显微镜观察可以看到，这些菌丝中锁状联合的数目不同，细胞核的核相也处于不同时期（表3，图3）。双核菌株XH中可以观察到明显的锁状联合结构，细胞核大部分处于分裂间期，遗传物质以染色质的形态存在，不易被染色观察到（图3A）。单核体菌株183没有观察到锁状联合，一些菌丝细胞中可见细胞核，也可见细胞核拉长的现象，可能是染色体正在转变为染色质（图3B）。在转化子183-pMatAB-4中，可以观察到结构清楚的锁状联合结构，部分细胞核正处于细胞分裂期，遗传物质聚集为染色体，经过染色后清晰可见（图3C）；转化子183-pMatAB-7同样可以清晰看到较多的锁状联合结构，大部分细胞核正处于分裂时期，一些细胞核正位于锁状联合的钩状细胞中（图3D）。转化子183-p Mat AB-8可见具有和转化子183-pMatAB-7相同的表征，但是不够典型（图3E）；转化子183-pMatAB-9除了具有典型的锁状联合结构外，可以观察到大量的钩状突起（图3F），这个表征在转化子183-pMatAB-14中也非常明显（图3G）；转化子183-pMatAB-18的锁状联合结构清晰，但是没有观察到处于分裂期的细胞核（图3H）。
随后进一步采用荧光显微镜对具有锁状联合的6个转化子（183-pMatAB-4、7、8、9、14、18）以及双核菌株XH、单核体菌株183进行了细致观察。根据荧光显微镜观察可以看到，这些菌丝中锁状联合的数目不同，细胞核的核相也处于不同时期（表3，图3）。双核菌株XH中可以观察到明显的锁状联合结构，细胞核大部分处于分裂间期，遗传物质以染色质的形态存在，不易被染色观察到（图3A）。单核体菌株183没有观察到锁状联合，一些菌丝细胞中可见细胞核，也可见细胞核拉长的现象，可能是染色体正在转变为染色质（图3B）。在转化子183-pMatAB-4中，可以观察到结构清楚的锁状联合结构，部分细胞核正处于细胞分裂期，遗传物质聚集为染色体，经过染色后清晰可见（图3C）；转化子183-pMatAB-7同样可以清晰看到较多的锁状联合结构，大部分细胞核正处于分裂时期，一些细胞核正位于锁状联合的钩状细胞中（图3D）。转化子183-p Mat AB-8可见具有和转化子183-pMatAB-7相同的表征，但是不够典型（图3E）；转化子183-pMatAB-9除了具有典型的锁状联合结构外，可以观察到大量的钩状突起（图3F），这个表征在转化子183-pMatAB-14中也非常明显（图3G）；转化子183-pMatAB-18的锁状联合结构清晰，但是没有观察到处于分裂期的细胞核（图3H）。从上述对6个转化子的观察可以发现单核体‘183’在同时敲入A和B交配型基因后，不仅获得了形成锁状联合的能力，而且锁状联合的数量有增加的趋势。这与Yi et al.(2010）在滑菇敲入A交配型基因和Kim et al.(2014）在刺芹侧耳中敲入B交配型基因后观察到的结果是一致的；同时一些杂交子能够观察到细胞核处于分裂期，在荧光染色下显示明显的核形态，一些细胞核还处于锁状联合的钩状细胞中，这个表征通常在正常的双核菌丝中很难观察到。上述这些转化子的显微表征都暗示将交配型基因敲入到同一个基因组后，有可能增加了亲和的同源结构域蛋白之间甚至包括亲和的信息素受体核信息素前体之间相互作用的机率，从而导致细胞分裂处于比较旺盛的状态。另外一方面，在一些转化子中观察到很多不是位于细胞横隔位置的钩状细胞，B交配型基因调控钩状细胞的发生，这也暗示B交配型基因可能处于很活跃状态导致有异常的钩状细胞产生。
【参考文献】：
期刊论文
[1]担子菌类食用菌交配型位点结构的研究进展[J]. 鲍大鹏. 菌物学报. 2019(12)
[2]运用萎锈灵抗性基因构建香菇聚乙二醇介导的遗传转化方法[J]. 鲍大鹏,杨瑞恒,王莹,茅文俊,汪滢,李燕. 微生物学通报. 2018(08)
[3]瓶栽刺芹侧耳新品种U5选育及其农艺性状分析[J]. 王瑞娟,章炉军,李红梅,李玉,宋春艳,张美彦,谭琦,尚晓冬. 食用菌学报. 2014(03)
[4]草菇gpi基因结构及其异核体表达协同增效作用[J]. 刘朋虎,谢宝贵,邓优锦,陈炳智,贵甫,朱坚,江玉姬,刘新锐. 食用菌学报. 2011(04)
[5]中国食用菌名录[J]. 戴玉成,周丽伟,杨祝良,文华安,图力古尔,李泰辉. 菌物学报. 2010(01)
本文编号：3113130
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