论文部分内容阅读
冬虫夏草是虫草真菌寄生于蝙蝠蛾幼虫而生成的子座与虫体的虫菌复合体,中国被毛孢(Hirsutella sinensis)是公认的冬虫夏草无性型真菌,其功能和成分与冬虫夏草高度相似,已成为野生冬虫夏草的替代品。核苷作为中国被毛孢产品的一个重要指标,其对于提高产品质量和增强市场竞争力至关重要。本文针对中国被毛孢首次研究其原生质体制备与再生,建立了原生质体常压室温等离子(ARTP)与甲基磺酸乙酯(EMS)复合诱变技术,获得核苷高产菌株,并探究了核苷代谢途径中关键酶的基因表达差异。本文首先对中国被毛孢菌株Hirsutella sinensis ZJB18002原生质体的制备与再生方法进行优化,考察了渗透压稳定剂种类及浓度、裂解酶种类及浓度、酶解温度、酶解时间和培养时间等因素对原生质体制备的影响,获得了最适的原生质体制备条件:将培养7 d的中国被毛孢菌丝体悬浮于5 m L含0.6 mol/L KCl和3mg/m L破壁酶、4 mg/m L溶壁酶和3 mg/m L崩溃酶的0.1 mol/L磷酸钾缓冲液(p H=5.5)中,于18℃,120 rpm酶解0.5 h,原生质体产量达4.37×107/g湿重;在此基础上,进一步优化了原生质体再生条件,包括再生培养基成分、酶解条件和涂布浓度,结果表明:将浓度为5×104/m L的原生质体涂布于再生培养基上,于16℃黑暗培养21 d,得到成熟的中国被毛孢单菌落,再生率为12.89%。其次,对原生质体诱变条件进行了筛选,建立了ARTP与EMS复合诱变中国被毛孢原生质体的条件:最佳ARTP处理时间为80 s,最佳EMS诱变剂量为40μL/m L,选取ARTP诱变的正突变菌株进行EMS诱变,最终筛选出突变菌株Hirsutella sinensis ZJB19050,其腺苷含量为3.36 mg/g、鸟苷含量为2.7 mg/g和尿苷含量为6.46 mg/g,较原始菌株分别提高了160.2%、67.4%和113.5%。论文最后对核苷代谢途径中涉及的关键酶基因表达量进行定量检测。预测和构建了中国被毛孢腺苷、鸟苷和尿苷的生物代谢途径,对代谢途径中涉及的8个关键酶及其对应的功能基因序列进行验证,并成功克隆表达。根据2-ΔΔCt相对定量的结果进行分析,发现了核苷代谢途径中的4个表达上调和3个表达下调的关键酶基因;其中5’-核苷酸酶与转甲酰基酶的活性分别比原来提高了658.8%和222.5%,而腺苷脱氢酶的表达量仅为原始菌株的31.2%;鸟苷代谢途径中的次黄嘌呤核苷酸脱氢酶和GMP合成酶均为表达上调基因,分别为原始菌株的195.6%和179.6%;尿苷代谢途径中尿苷激酶和乳清酸核苷酸脱羧酶的表达量为原始菌株的36.1%和23.5%。