糙皮侧耳高温胁迫下的核心碳代谢响应
发布时间：2021-09-05 09:25
糙皮侧耳（Pleurotus ostreatus）,俗称平菇,是我国常见的食用菌栽培种,也是我国园艺设施大棚栽培的主要种类。大棚环控能力较差,受外界环境条件影响较大,尤其是高温天气引发烧菌导致经济损失巨大。食用菌的高温胁迫响应与耐高温性成为重要的科学研究命题。为此,本研究以主栽品种CCMSSC00389菌丝培养物为材料,以探究糙皮侧耳高温胁迫下的核心碳代谢响应机制。获得的结果如下:1.应用代谢组学技术检测高温对菌丝胞内代谢物的影响。结果表明,在高温胁迫6、12、24、48 h的菌丝中,共获得70多种差异代谢物,参与到32条代谢途径中;响应高温胁迫的胞内代谢途径主要是:糖酵解和三羧酸循环两大核心碳代谢途径的加快,脂肪酸分解的加强,大部分氨基酸含量的增多,部分嘌呤、嘧啶及维生素的含量变化,及植物激素的突出表现;在各类代谢物中,氨基酸呈持续性响应,核苷酸在12、48 h响应最为强烈,脂质随胁迫时间延长而响应增强,糖类和维生素响应种类较少。2.研究高温胁迫下重要的差异代谢物乳酸含量增多对菌丝的影响及原因。通过超高效液相色谱确定在有氧条件下高温胁迫48 h内菌丝中乳酸持续增加;外源添加不同浓度的...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
高温胁迫下NO与其他信号分子的串扰（PARANKUSAMetal.,2017）
中国农业科学院博士学位论文第一章绪论7图1-2褪黑素介导的植物非生物胁迫反应（WANGetal.,2018c）Figure1-2Melatonin-mediatedplantabioticstressresponses1.3.4转录因子的响应温度升高时，基因转录级联表达，导致多种下游胁迫反应性转录因子的激活，引发基因转录的大规模变化（CORTIJOetal.,2017）。其中研究最为广泛的转录因子是热激转录因子（heatshocktranscriptionfactor,Hsf）。植物中的Hsf家族有大量的成员，常见植物可包括HsfA1-9，HsfB1-5和HsfC1-2等约20种左右的Hsf（GUOetal.,2016）。Hsf通过调节胁迫响应基因的表达，并与热激蛋白（HSP）形成Hsf/HSP途径，在植物的非生物胁迫响应中发挥至关重要的作用。在白色念珠菌（C.albicans）响应高温胁迫后，Hsf1磷酸化激活，诱导目标hsp基因的表达（BROWNetal.,2014）。但Hsf1并不是直接的高温响应转录因子，蛋白激酶Sch9可调节包括Hsf1在内的一些温度响应基因的基础表达水平或诱导/抑制表达水平从而参与细胞耐热性调控；在酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）中，Sch9的功能研究的较清楚，它是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在营养感知、胁迫响应和调节寿命方面发挥着重要作用（YANGetal.,2017）。AP2/ERF（Apetala2/ethyleneresponsivefactor，无瓣2/乙烯响应因子）是一种与植物激素信号通路结合并响应各种胁迫反应的关键调节转录因子（XIEetal.,2019）；DREB2A（Dehydration-responsiveelement-bindingprotein2A，脱水反应元件结合蛋白2A），是一种AP2/ERF结合转录因子，是植物中另一个被重点研究的高温胁迫响应转录因子，也是一个翻译后调控转录因子；另外，表观遗传调控和microRNAs在高温诱导的转录调控中起到重要作用（OHAMAetal.,2017）。ARFs（auxinresponsefactors，生长素?
中国农业科学院博士学位论文第一章绪论8对不同胁迫具调控适应过程（TOMBULOGLU,2018）。1.3.5抗氧化基因的响应严格意义来说，抗氧化基因响应是在氧化胁迫下的应激反应。MITCHELLetal.（2009）报道，根据微生物经常表现出的适应性预测，微生物受到一种环境胁迫时可导致其对第二种环境胁迫的预期诱导反应，如图1-3中所示，酿酒酵母高温下激活抗氧化基因实现预期诱导。而担子菌白色念珠菌，在此基础上，在应对葡萄糖胁迫时也会激活抗氧化基因；与此同时，氧化胁迫下也会激活碳代谢基因（BROWNetal.,2014）。这种胁迫适应性导致高温陆续激活抗氧化基因或碳代谢基因成为可能。图1-3环境胁迫适应性预测图（BROWNetal.,2014）Figure1-3Predictionmapofenvironmentalstressadaptability抗氧化基因中获得更多关注的一类即编码一系列抗氧化酶的基因，这包括超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD），过氧化物氧化还原酶（peroxiredoxin，PRX），抗坏血酸过氧化物酶（ascorbateperoxidase，APX），谷胱甘肽过氧化物酶（glutathioneperoxidase，GPX），过氧化氢酶（catalase，CAT），单脱水抗坏血酸还原酶（monodehydroascorbatereductase，MDHAR），脱氢抗坏血酸还原酶（dehydroascorbatereductase，DHAR），谷胱甘肽还原酶（glutathionereductase，GR）及谷胱甘肽s-转移酶（glutathiones-transferase，GST）（张美敬，2016）。在高温胁迫下，糙皮侧耳（P.ostreatus）的这些抗氧化酶基因转录上调（雷敏，2018），这也体现了抗氧化基因在高温胁迫中的普遍响应性。1.3.6防御蛋白的响应高温胁迫诱导多种细胞反应，包括高温信号传递及参与细胞防御机制的蛋白质的产生。鸟苷三磷酸（GTP）结合蛋白、核苷二磷酸激酶及膜联蛋白等，均是高温信号转导中?
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国设施蔬菜、西甜瓜和食用菌产业发展的现状及趋势[J]. 李天来,许勇,张金霞. 中国蔬菜. 2019(11)
[2]日光温室平菇高产栽培技术[J]. 张建山. 青海农技推广. 2019(03)
[3]人工食用菌市场热销品种的历史沿革及未来趋势分析[J]. 李玉琪. 中国食用菌. 2019(08)
[4]陕北地区冬季改造中棚栽培平菇实践及效果[J]. 屈延荣. 食用菌. 2019(04)
[5]赞比亚平菇工厂化栽培的关键技术[J]. 姚方杰,杨笑然,任洋洋,姚允武. 食药用菌. 2019(04)
[6]高温胁迫下糙皮侧耳胞内钙离子对热激蛋白基因表达的调控[J]. 药欣荣,高巍,张金霞,常明昌,黄晨阳,邬向丽. 食用菌学报. 2019(02)
[7]铬胁迫下平菇对铬的富集及生长特性研究[J]. 佘婷婷,吴映明,生书晶,余丹,陈晓,陈桐,刘子晴. 安徽农业科学. 2019(10)
[8]Trehalose phosphate synthase 5-dependent trehalose metabolism modulates basal defense responses in Arabidopsis thaliana[J]. Xuelan Wang,Yan Du,Diqiu Yu. Journal of Integrative Plant Biology. 2019(04)
[9]平菇栽培设施及杏鲍菇菌渣配方栽培技术[J]. 苗艳香. 种子科技. 2019(03)
[10]Protective roles of trehalose in Pleurotus pulmonarius during heat stress response[J]. LIU Xiu-ming,WU Xiang-li,GAO Wei,QU Ji-bin,CHEN Qiang,HUANG Chen-yang,ZHANG Jin-xia. Journal of Integrative Agriculture. 2019(02)
博士论文
[1]糙皮侧耳过氧化氢酶基因特征分析和功能研究[D]. 王丽宁.中国农业科学院 2019
[2]热胁迫下糙皮侧耳菌丝体海藻糖代谢调控研究[D]. 雷敏.中国农业大学 2018
[3]糙皮侧耳栽培中高温引发木霉侵染的生理机制研究[D]. 仇志恒.中国农业科学院 2018
[4]糙皮侧耳和肺形侧耳热胁迫响应的海藻糖代谢调控研究[D]. 刘秀明.中国农业科学院 2013
硕士论文
[1]线粒体DNA拷贝数与头颈部肿瘤发病风险的病例—对照研究[D]. 王礼华.南京医科大学 2017
[2]高温胁迫下平菇蛋白组学研究及抗性分析[D]. 张美敬.广西大学 2016
[3]糙皮侧耳乙醛脱氢酶基因poaldh1的分离与鉴定[D]. 张倩.河南农业大学 2016
本文编号：3385089
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
高温胁迫下NO与其他信号分子的串扰（PARANKUSAMetal.,2017）
中国农业科学院博士学位论文第一章绪论7图1-2褪黑素介导的植物非生物胁迫反应（WANGetal.,2018c）Figure1-2Melatonin-mediatedplantabioticstressresponses1.3.4转录因子的响应温度升高时，基因转录级联表达，导致多种下游胁迫反应性转录因子的激活，引发基因转录的大规模变化（CORTIJOetal.,2017）。其中研究最为广泛的转录因子是热激转录因子（heatshocktranscriptionfactor,Hsf）。植物中的Hsf家族有大量的成员，常见植物可包括HsfA1-9，HsfB1-5和HsfC1-2等约20种左右的Hsf（GUOetal.,2016）。Hsf通过调节胁迫响应基因的表达，并与热激蛋白（HSP）形成Hsf/HSP途径，在植物的非生物胁迫响应中发挥至关重要的作用。在白色念珠菌（C.albicans）响应高温胁迫后，Hsf1磷酸化激活，诱导目标hsp基因的表达（BROWNetal.,2014）。但Hsf1并不是直接的高温响应转录因子，蛋白激酶Sch9可调节包括Hsf1在内的一些温度响应基因的基础表达水平或诱导/抑制表达水平从而参与细胞耐热性调控；在酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）中，Sch9的功能研究的较清楚，它是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在营养感知、胁迫响应和调节寿命方面发挥着重要作用（YANGetal.,2017）。AP2/ERF（Apetala2/ethyleneresponsivefactor，无瓣2/乙烯响应因子）是一种与植物激素信号通路结合并响应各种胁迫反应的关键调节转录因子（XIEetal.,2019）；DREB2A（Dehydration-responsiveelement-bindingprotein2A，脱水反应元件结合蛋白2A），是一种AP2/ERF结合转录因子，是植物中另一个被重点研究的高温胁迫响应转录因子，也是一个翻译后调控转录因子；另外，表观遗传调控和microRNAs在高温诱导的转录调控中起到重要作用（OHAMAetal.,2017）。ARFs（auxinresponsefactors，生长素?
中国农业科学院博士学位论文第一章绪论8对不同胁迫具调控适应过程（TOMBULOGLU,2018）。1.3.5抗氧化基因的响应严格意义来说，抗氧化基因响应是在氧化胁迫下的应激反应。MITCHELLetal.（2009）报道，根据微生物经常表现出的适应性预测，微生物受到一种环境胁迫时可导致其对第二种环境胁迫的预期诱导反应，如图1-3中所示，酿酒酵母高温下激活抗氧化基因实现预期诱导。而担子菌白色念珠菌，在此基础上，在应对葡萄糖胁迫时也会激活抗氧化基因；与此同时，氧化胁迫下也会激活碳代谢基因（BROWNetal.,2014）。这种胁迫适应性导致高温陆续激活抗氧化基因或碳代谢基因成为可能。图1-3环境胁迫适应性预测图（BROWNetal.,2014）Figure1-3Predictionmapofenvironmentalstressadaptability抗氧化基因中获得更多关注的一类即编码一系列抗氧化酶的基因，这包括超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD），过氧化物氧化还原酶（peroxiredoxin，PRX），抗坏血酸过氧化物酶（ascorbateperoxidase，APX），谷胱甘肽过氧化物酶（glutathioneperoxidase，GPX），过氧化氢酶（catalase，CAT），单脱水抗坏血酸还原酶（monodehydroascorbatereductase，MDHAR），脱氢抗坏血酸还原酶（dehydroascorbatereductase，DHAR），谷胱甘肽还原酶（glutathionereductase，GR）及谷胱甘肽s-转移酶（glutathiones-transferase，GST）（张美敬，2016）。在高温胁迫下，糙皮侧耳（P.ostreatus）的这些抗氧化酶基因转录上调（雷敏，2018），这也体现了抗氧化基因在高温胁迫中的普遍响应性。1.3.6防御蛋白的响应高温胁迫诱导多种细胞反应，包括高温信号传递及参与细胞防御机制的蛋白质的产生。鸟苷三磷酸（GTP）结合蛋白、核苷二磷酸激酶及膜联蛋白等，均是高温信号转导中?
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国设施蔬菜、西甜瓜和食用菌产业发展的现状及趋势[J]. 李天来,许勇,张金霞. 中国蔬菜. 2019(11)
[2]日光温室平菇高产栽培技术[J]. 张建山. 青海农技推广. 2019(03)
[3]人工食用菌市场热销品种的历史沿革及未来趋势分析[J]. 李玉琪. 中国食用菌. 2019(08)
[4]陕北地区冬季改造中棚栽培平菇实践及效果[J]. 屈延荣. 食用菌. 2019(04)
[5]赞比亚平菇工厂化栽培的关键技术[J]. 姚方杰,杨笑然,任洋洋,姚允武. 食药用菌. 2019(04)
[6]高温胁迫下糙皮侧耳胞内钙离子对热激蛋白基因表达的调控[J]. 药欣荣,高巍,张金霞,常明昌,黄晨阳,邬向丽. 食用菌学报. 2019(02)
[7]铬胁迫下平菇对铬的富集及生长特性研究[J]. 佘婷婷,吴映明,生书晶,余丹,陈晓,陈桐,刘子晴. 安徽农业科学. 2019(10)
[8]Trehalose phosphate synthase 5-dependent trehalose metabolism modulates basal defense responses in Arabidopsis thaliana[J]. Xuelan Wang,Yan Du,Diqiu Yu. Journal of Integrative Plant Biology. 2019(04)
[9]平菇栽培设施及杏鲍菇菌渣配方栽培技术[J]. 苗艳香. 种子科技. 2019(03)
[10]Protective roles of trehalose in Pleurotus pulmonarius during heat stress response[J]. LIU Xiu-ming,WU Xiang-li,GAO Wei,QU Ji-bin,CHEN Qiang,HUANG Chen-yang,ZHANG Jin-xia. Journal of Integrative Agriculture. 2019(02)
博士论文
[1]糙皮侧耳过氧化氢酶基因特征分析和功能研究[D]. 王丽宁.中国农业科学院 2019
[2]热胁迫下糙皮侧耳菌丝体海藻糖代谢调控研究[D]. 雷敏.中国农业大学 2018
[3]糙皮侧耳栽培中高温引发木霉侵染的生理机制研究[D]. 仇志恒.中国农业科学院 2018
[4]糙皮侧耳和肺形侧耳热胁迫响应的海藻糖代谢调控研究[D]. 刘秀明.中国农业科学院 2013
硕士论文
[1]线粒体DNA拷贝数与头颈部肿瘤发病风险的病例—对照研究[D]. 王礼华.南京医科大学 2017
[2]高温胁迫下平菇蛋白组学研究及抗性分析[D]. 张美敬.广西大学 2016
[3]糙皮侧耳乙醛脱氢酶基因poaldh1的分离与鉴定[D]. 张倩.河南农业大学 2016
本文编号：3385089
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