双孢蘑菇子实体不同发育时期的转录组分析
发布时间：2021-11-21 14:56
双孢蘑菇是世界第一大宗栽培食用菌,具有重要经济价值。为探讨双孢蘑菇子实体不同发育时期基因表达变化,利用高通量测序技术对双孢蘑菇原基期、采收期和开伞后期等不同发育时期进行RNA‐Seq分析,共筛选到6 328个差异表达基因,其中3 941个上调基因,2 387个下调基因。Gene Ontology（GO）功能聚类分析表明,差异表达基因主要富集在结合、催化分子功能组和代谢过程生物学通路中,且发育过程和有性繁殖相关的基因全部为上调表达,以利于细胞分化发育形成成熟子实体进入生殖生长阶段。KEGG功能富集分析结果表明,差异基因参与了氨基酸代谢、碳水化合物代谢、核苷酸代谢、脂类代谢和能量代谢这五大代谢通路,其中差异基因主要富集在氨基酸代谢通路中,氨基酸合成相关的多数基因上调表达,表明双孢蘑菇子实体发育形成需要一系列代谢反应协同调控,氨基酸代谢相关基因可能在双孢蘑菇子实体发育过程中起重要作用。本文通过全面分析双孢蘑菇子实体发育时期基因表达变化,获得了大量转录本信息,为深入了解双孢蘑菇子实体发育调控分子机理和相关功能基因提供了重要的基因数据资源。
【文章来源】：菌物学报. 2017,36(02)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
图 3vs1：采收期 vs 原基期；7vs1：
差异基因的表达情况，为了进一步证实转录组测序的准确性，挑取2个差异表达基因通过Real‐timePCR分析其在7个子实体不同发育时期的表达情况（图2）。Gene148258（Rsc复合蛋白基因）在子实体发育纽扣期至半茶杯期表达量均较高，在茶杯期表达量达到最高，而在子实体发育后期（开伞期至大开伞期）表达量逐渐降低。Gene223689（脯氨酸富集蛋白基因）在子实体不同发育时期的表达量逐渐升高然后降低，茶杯期达到最高点，开伞期后逐渐下降。结果显示2个差异基因具有相似的表达模式，与转录组测序结果具有一致性。图2Gene148258（A）、gene223689（B）的实时荧光定量PCR检测1：原基期；2：纽扣期；3：采收期；4：成熟早期；5：成熟期；6：开伞期；7：开伞后期Fig.2Quantitativeexpressionanalysisofthegenes148258(A)and223689(B)atdifferentfruitingstagesinAgaricusbisporus.1:“Pinhead”stage;2:“Button”stage;3:“Closedcup”stage;4:“Cup1”stage;5:“Cup2”stage;6:“Flat1”stage;7:“Flat2”stage.3讨论与灰盖鬼散裂褶菌等模式菌相比，双孢蘑菇分子理论基础研究薄弱，遗传背景了解相对不足，近年来基于Illumina测序平台的RNA‐Seq转录组测序技术为全面高效地了解双孢蘑菇生物学过程中
吴小梅等/双孢蘑菇子实体不同发育时期的转录组分析菌物学报197对差异表达基因的GO功能注释分类结果进行统计（图1），发现分子功能（molecularfunction）、细胞组分（cellularcomponent）、生物学过程（biologicalprocess）三大功能分类分别包含了7、8和12个功能分类。在细胞组分分组中差异表达基因在细胞（cell）、细胞组分（cellpart）类型所占比例最高，分别为19.8%和19.4%，包膜（envelope）的含量最低，仅有8个基因。在分子功能分组中，结合（binding）、催化活性（catalyticactivity）类型中差异表达基因所占比例最高，均为38.0%，分子转导（moleculartransducer）中包含的差异表达基因数最少，仅有1个基因下调表达；在结构分子（structuremolecular）亚组中，上调基因数目明显多于下调基因。在生物学过程分组中，细胞过程（cellularprocess）和代谢过程（metabolicprocess）所占比例最高，分别为32.5%和31.8%。其中，在子实体分化（reproduction）和发育过程（developmentprocess）条目下的差异基因全部为上调表达，符合双孢蘑菇子实体分化发育基本规律，而胁迫响应（responsetostimulus）条目下的基因也具有显著性的富集，有利于提高双孢蘑菇发育过程中对外界环境变化的适应能力，对子实体良好发育起到正向调控作用。差异表达基因显著性富集结果显示，在生物学过程分组中，氨基酸代谢是显著富集的类型，说明差异表达基因参与的主要生物学过程是细胞内进行的各种氨基酸的代谢。对双孢蘑菇3个不同发育阶段显著差异表达的（FPKM>15）18个基因进行GO注释（表3），结果发现：大量的氨基酸合成相关酶具有明显的高表达，如天冬氨酸氨基转移酶、乙酰谷氨酸激酶、谷氨酰胺合成酶胍基激酶、天冬氨酸转氨酶、吡咯啉‐
【参考文献】：
期刊论文
[1]双孢蘑菇子实体发育不同阶段蛋白质组分析[J]. 陈美元,廖剑华,李洪荣,蔡志欣,郭仲杰,王泽生. 菌物学报. 2015(06)
[2]糙皮侧耳子实体发育相关基因fst3的克隆及分析[J]. 申进文,粱思思,邱立友,戚元成. 食用菌学报. 2015(01)
[3]锌指蛋白在丝状真菌纤维素酶基因表达调控中的研究进展[J]. 杨帆,王娟. 纤维素科学与技术. 2014(04)
[4]多胺在微生物中的研究进展[J]. 姚响文,周密,曹颖瑛,姜远英. 中国真菌学杂志. 2014(02)
[5]双孢蘑菇子实体发育后期差异表达蛋白质分析[J]. 陈美元,廖剑华,李洪荣,蔡志欣,郭仲杰,王泽生. 菌物学报. 2013(05)
[6]双孢蘑菇遗传育种和产业发展[J]. 王泽生,廖剑华,陈美元,蔡志欣. 食用菌学报. 2012(03)
[7]Molecular Cloning and Expression of Polyphenoloxidase Genes from the Mushroom, Agaricus bisporus[J]. LI Nan-yi1*,CAI Wei-ming2*,JIN Qun-li2,QIN Qiao-ping1 and RAN Fu-lai3 1 College of Agriculture and Food Science,Zhejiang Agricultural and Forestry University,Hangzhou 311300,P.R.China 2 Institute of Horticulture,Zhejiang Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310021,P.R.China 3 Odessa College,University of Ave,Odessa 79764,USA. Agricultural Sciences in China. 2011(02)
[8]植物精氨酸及其代谢产物的生理功能[J]. 杨洪强,高华君. 植物生理与分子生物学学报. 2007(01)
本文编号：3509720
【文章来源】：菌物学报. 2017,36(02)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
图 3vs1：采收期 vs 原基期；7vs1：
差异基因的表达情况，为了进一步证实转录组测序的准确性，挑取2个差异表达基因通过Real‐timePCR分析其在7个子实体不同发育时期的表达情况（图2）。Gene148258（Rsc复合蛋白基因）在子实体发育纽扣期至半茶杯期表达量均较高，在茶杯期表达量达到最高，而在子实体发育后期（开伞期至大开伞期）表达量逐渐降低。Gene223689（脯氨酸富集蛋白基因）在子实体不同发育时期的表达量逐渐升高然后降低，茶杯期达到最高点，开伞期后逐渐下降。结果显示2个差异基因具有相似的表达模式，与转录组测序结果具有一致性。图2Gene148258（A）、gene223689（B）的实时荧光定量PCR检测1：原基期；2：纽扣期；3：采收期；4：成熟早期；5：成熟期；6：开伞期；7：开伞后期Fig.2Quantitativeexpressionanalysisofthegenes148258(A)and223689(B)atdifferentfruitingstagesinAgaricusbisporus.1:“Pinhead”stage;2:“Button”stage;3:“Closedcup”stage;4:“Cup1”stage;5:“Cup2”stage;6:“Flat1”stage;7:“Flat2”stage.3讨论与灰盖鬼散裂褶菌等模式菌相比，双孢蘑菇分子理论基础研究薄弱，遗传背景了解相对不足，近年来基于Illumina测序平台的RNA‐Seq转录组测序技术为全面高效地了解双孢蘑菇生物学过程中
吴小梅等/双孢蘑菇子实体不同发育时期的转录组分析菌物学报197对差异表达基因的GO功能注释分类结果进行统计（图1），发现分子功能（molecularfunction）、细胞组分（cellularcomponent）、生物学过程（biologicalprocess）三大功能分类分别包含了7、8和12个功能分类。在细胞组分分组中差异表达基因在细胞（cell）、细胞组分（cellpart）类型所占比例最高，分别为19.8%和19.4%，包膜（envelope）的含量最低，仅有8个基因。在分子功能分组中，结合（binding）、催化活性（catalyticactivity）类型中差异表达基因所占比例最高，均为38.0%，分子转导（moleculartransducer）中包含的差异表达基因数最少，仅有1个基因下调表达；在结构分子（structuremolecular）亚组中，上调基因数目明显多于下调基因。在生物学过程分组中，细胞过程（cellularprocess）和代谢过程（metabolicprocess）所占比例最高，分别为32.5%和31.8%。其中，在子实体分化（reproduction）和发育过程（developmentprocess）条目下的差异基因全部为上调表达，符合双孢蘑菇子实体分化发育基本规律，而胁迫响应（responsetostimulus）条目下的基因也具有显著性的富集，有利于提高双孢蘑菇发育过程中对外界环境变化的适应能力，对子实体良好发育起到正向调控作用。差异表达基因显著性富集结果显示，在生物学过程分组中，氨基酸代谢是显著富集的类型，说明差异表达基因参与的主要生物学过程是细胞内进行的各种氨基酸的代谢。对双孢蘑菇3个不同发育阶段显著差异表达的（FPKM>15）18个基因进行GO注释（表3），结果发现：大量的氨基酸合成相关酶具有明显的高表达，如天冬氨酸氨基转移酶、乙酰谷氨酸激酶、谷氨酰胺合成酶胍基激酶、天冬氨酸转氨酶、吡咯啉‐
【参考文献】：
期刊论文
[1]双孢蘑菇子实体发育不同阶段蛋白质组分析[J]. 陈美元,廖剑华,李洪荣,蔡志欣,郭仲杰,王泽生. 菌物学报. 2015(06)
[2]糙皮侧耳子实体发育相关基因fst3的克隆及分析[J]. 申进文,粱思思,邱立友,戚元成. 食用菌学报. 2015(01)
[3]锌指蛋白在丝状真菌纤维素酶基因表达调控中的研究进展[J]. 杨帆,王娟. 纤维素科学与技术. 2014(04)
[4]多胺在微生物中的研究进展[J]. 姚响文,周密,曹颖瑛,姜远英. 中国真菌学杂志. 2014(02)
[5]双孢蘑菇子实体发育后期差异表达蛋白质分析[J]. 陈美元,廖剑华,李洪荣,蔡志欣,郭仲杰,王泽生. 菌物学报. 2013(05)
[6]双孢蘑菇遗传育种和产业发展[J]. 王泽生,廖剑华,陈美元,蔡志欣. 食用菌学报. 2012(03)
[7]Molecular Cloning and Expression of Polyphenoloxidase Genes from the Mushroom, Agaricus bisporus[J]. LI Nan-yi1*,CAI Wei-ming2*,JIN Qun-li2,QIN Qiao-ping1 and RAN Fu-lai3 1 College of Agriculture and Food Science,Zhejiang Agricultural and Forestry University,Hangzhou 311300,P.R.China 2 Institute of Horticulture,Zhejiang Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310021,P.R.China 3 Odessa College,University of Ave,Odessa 79764,USA. Agricultural Sciences in China. 2011(02)
[8]植物精氨酸及其代谢产物的生理功能[J]. 杨洪强,高华君. 植物生理与分子生物学学报. 2007(01)
本文编号：3509720
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