沉水玛利亚霉新种以及链状玛利亚霉的新生境记录

杨浩,王根诺,张凰

菌物学报 ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (6) : 1286-1298.

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菌物学报 ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (6) : 1286-1298. DOI: 10.13346/j.mycosystema.200186 CSTR: 32115.14.j.mycosystema.200186
专栏论文

沉水玛利亚霉新种以及链状玛利亚霉的新生境记录

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Mariannaea submersa sp. nov., with a new habitat and geographic record of Mariannaea catenulata

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摘要

通过形态特征与系统发育分析(LSU和ITS),报道了玛利亚霉属Mariannaea的1个新种和1个新记录种。新种沉水玛利亚霉Mariannaea submersa的主要形态特征为透明、分支状的分生孢子梗上带有3-6个环生瓶梗,产孢细胞烧瓶形至锥形,分子孢子为宽梭形至卵圆形,无隔膜,颜色透明且带有尖锐顶部和截断底部。链状玛利亚霉Mariannaea catenulata首次采集于淡水环境,同时也是首次报道于亚洲地区(泰国)。本研究进一步证明玛利亚霉属真菌在淡水环境中的高多样性。

Abstract

A new species and a new record of Mariannaea (Nectriaceae, Sordariomycetes) collected from freshwater habitats, are reported based on morphological characters and phylogenetic analyses of combined LSU and ITS sequence data. Mariannaea submersa sp. nov. is characterized by hyaline, septate, branched conidiophores with 3-6 verticillate phialides, flask-like to awl-shaped conidiogenous cells, and broadly fusiform to ovoid, aseptate, hyaline conidia with pointed tip and narrowly truncated base.Mariannaea catenulata is first collected from freshwater habitats and first collected from Asia (Thailand). This study further proves a high diversity of Mariannaea species in freshwater habitats.

关键词

无性型 / 形态 / 丛赤壳科 / 瓶梗产孢 / 系统发育

Key words

asexual morph / morphology / Nectriaceae / phialides / phylogeny

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杨浩, 王根诺, 张凰. 沉水玛利亚霉新种以及链状玛利亚霉的新生境记录[J]. 菌物学报, 2021, 40(6): 1286-1298 https://doi.org/10.13346/j.mycosystema.200186
YANG Hao, WANG Gen-Nuo, ZHANG Huang. Mariannaea submersa sp. nov., with a new habitat and geographic record of Mariannaea catenulata[J]. Mycosystema, 2021, 40(6): 1286-1298 https://doi.org/10.13346/j.mycosystema.200186
黑木耳Auricularia heimuer F. Wu, B.K. Cui & Y.C. Dai隶属于担子菌门Basidomycota、蘑菇纲Agaricomycetes、木耳目Auriculariales、木耳科Auriculariaceae (吴芳和戴玉成 2015;戴玉成等 2021;Wu et al. 2021),又称光木耳、云耳等,是我国食用菌主栽品种之一。黑木耳质地滑嫩,味道鲜美,被誉为“素中之荤”,具有极高的营养和药用价值(戴玉成和杨祝良 2008;潘年港等 2023;沈若茗等 2024),深受消费者喜爱。
作为一种典型的木腐菌,黑木耳能够分泌多种木质素降解酶分解栽培基质中的木质素(Galic et al. 2020),为菌丝生长过程中物质的合成提供营养(孙健 2022;杨迪 2023)。在黑木耳分泌的多种木质素降解酶中,漆酶发挥着关键作用。漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,与植物的抗坏血酸氧化酶和哺乳动物的血浆铜蓝蛋白同属蓝色多铜氧化酶家族(司静等 2011c;Zheng et al. 2016;Ma et al. 2018)。漆酶在自然界中广泛分布于植物、真菌、少数昆虫和细菌中,一些动物肾脏(如猪肾)和血清中也发现了漆酶。微生物漆酶是自然界中漆酶的主要来源,按其来源可分为真菌漆酶和细菌漆酶(吴怡等 2019)。其中真菌漆酶,尤其是白腐真菌漆酶在木质素降解中起重要作用,因此引起了科学家们的广泛关注(司静等 2011a, 2011b;Si et al. 2013;安琪等 2015;曹永佳等 2021;王豪等 2021)。近年来,漆酶在多个领域具有广泛应用,包括纸浆造纸、生物合成、食品、能源、木材加工、环保、改善纤维特性和生物检测等(吴怡等 2020;Si et al. 2021a)。同时,漆酶还参与菌体色素合成、孢子产生等生物过程。基于其重要的应用价值,漆酶日益受到重视(Zheng et al. 2017;Si et al. 2021b;唐禄鑫等 2023;Wang et al. 2024),而漆酶活性的高低对食用菌栽培基质中木质素的降解和子实体的品质也有重要影响(潘年港等 2023;杨迪2023)。
漆酶的合成、分泌和活性受到多种条件如金属离子、芳香族化合物等的影响。韩增华等(2012)对黑木耳漆酶粗酶液进行分离,并得到一纯化成分LacC,发现Ag+对漆酶LacC有激活作用,而Fe3+、Mn2+、Co2+则有抑制作用。同时,真菌同一菌株中存在动力学、理化特性各异的多个漆酶同工酶,且在不同条件下漆酶同工酶及其基因的表达表现出选择性诱导效应。愈创木酚能够不同程度地诱导斑玉蕈3个漆酶同工酶基因转录水平的表达,但差异很大(张津京等 2016)。1 mmol/L的Cu2+对盘长孢状刺盘孢Colletotrichum gloeosporioides漆酶约3/4的基因家族成员促进表达,对Cglac3调控没有影响,对Cglac12Cglac13抑制表达(董玲玲等 2022)。在影响漆酶活性与分泌的多种因素中,金属离子不仅可以增加漆酶同工酶基因的表达量,还可以提高其活性。特别是铜离子,不仅作为漆酶活性和基因转录的强效诱导剂,而且在含铜酶中形成金属活性位点方面发挥着至关重要的作用(Collins & Dobson 1997)。外源添加一定浓度的铜离子能够有效地提高糙皮侧耳Pleurotus ostreatus、刺芹侧耳Pleurotus eryngii漆酶活性及漆酶基因的转录水平(Palmieri et al. 2000;Sharghi et al. 2024)。虽然已有研究表明铜离子能够提高黑木耳漆酶活性(肖楚 2012),但在分子水平上关于铜离子调控漆酶基因转录表达的研究尚未见报道。
本实验室前期在黑木耳中发现漆酶基因家族成员有6个,因此,本研究以黑木耳“黑厚圆”为实验材料,探究外源铜离子作用下,黑木耳漆酶活性和漆酶基因转录水平的变化情况,并分析漆酶活性与基因转录水平的相关性,以期为提高黑木耳产量和深入研究漆酶基因的分子调控机制提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试菌株

采用的黑木耳菌株为“黑厚圆”,保藏于东北林业大学森林保护学科实验室。

1.1.2 试剂

TRNzol Universal总RNA提取试剂购于天根生化公司,荧光定量反转录试剂盒PrimeScript™ RT reagent Kit with gDNA Eraser (Perfect Real Time)购于TaKaRa公司,2,2′-二氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)[2,2′-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline- 6-sulphonic acid), ABTS]购自Solarbio公司,葡萄糖、琼脂、CuSO4·5H2O均为国产分析纯。

1.1.3 培养基

PDA培养基:去皮马铃薯200 g,葡萄糖20 g,琼脂18 g,定容至1 000 mL,pH自然。
PDB液体培养基:去皮马铃薯200 g,葡萄糖20 g,定容至1 000 mL。
上述培养基均通过121 ℃高压蒸汽灭菌20 min,备用。

1.2 方法

1.2.1 菌种培养

用无菌接种钩挑取菌丝体接种于PDA固体培养基中央,25 ℃避光培养至菌丝长满平板,用直径为5 mm的打孔器在菌落边缘打出菌饼,备用。无菌条件下,向装有100 mL PDB液体培养基的250 mL锥形瓶中接种12个同步生长的黑木耳菌饼,置于25 ℃、150 r/min的恒温摇床培养。培养4 d后加入CuSO4母液(0.1 mol/L CuSO4·5H2O经0.22 μm水系滤膜过滤除菌),使培养基中铜离子终浓度分别为0、100、300、500、700 μmol/L,每个处理3个重复。在诱导第7天时,收集发酵液和菌丝体,用于漆酶活性、菌丝体生物量测定和荧光定量分析。
根据漆酶活性、菌丝体生物量及漆酶基因转录水平确定铜离子最适添加浓度,在液体摇瓶培养4 d后添加铜离子至最适浓度,同时设置未添加铜离子的空白对组,每个处理3个重复。分别在诱导第2、4、6、8和10天时收集发酵液和菌丝体,用于酶活和荧光定量分析。

1.2.2 菌丝生物量测定

将液体培养基用4层纱布过滤,收集菌丝体,经无菌水洗涤3次后,80 ℃烘干至恒重,称量得到的菌丝体干重即为菌丝生物量(马银鹏等 2023)。

1.2.3 漆酶活性测定

取2 mL发酵液,4 ℃、12 000 r/min离心10 min,取上清液作为粗酶液。酶活性测定参考肖楚(2012)的方法,反应体系为0.1 mol/L醋酸-醋酸钠缓冲液(pH 4.5) 2.7 mL、0.5 mol/L ABTS溶液0.2 mL和粗酶液0.1 mL。在25 ℃下反应 3 min后,迅速置于冰上终止反应,并利用酶标仪在420 nm处测定吸光度。1 min内氧化1 μmol ABTS所需的酶量即为一个酶活力单位(U)。以煮沸灭活的粗酶液作为对照,每个样品设置 3个重复。

1.2.4 漆酶基因转录水平检测

利用TRIzol法提取菌丝体总RNA,通过1%琼脂糖凝胶电泳检测RNA质量,根据荧光定量反转录试剂盒步骤,去除基因组DNA,并将总RNA反转录cDNA,cDNA置于-20 ℃保存备用。使用Primer Premier 5.0设计荧光定量PCR引物(表1),设计时参考转录组(PRJNA1180765)中黑木耳漆酶基因序列。内参基因选择黑木耳β-actin基因,以合成的cDNA为模板,对黑木耳漆酶基因进行转录表达水平分析。荧光定量PCR (qRT-PCR)反应体系及程序参考孙健(2022)的报道。以2−ΔΔCt法计算基因相对表达量,每个处理重复3次。
表1 实时荧光定量PCR引物序列

Table 1 Primers for qRT-PCR

基因名称
Gene
引物序列
Primer sequence (5′→3′)
AhLac1 Forward: ATGGACGTTGACTGGGGATA
Reverse: CCGTGAAGATGAATGGGATG
AhLac2 Forward: ACCTCCAGATAACCAACACCA
Reverse: TCCGTGCCAATGAATGCT
AhLac3 Forward: TTGAGCGTGCAGCTTATTG
Reverse: CAGATACCCGAGTCGTCCTT
AhLac4 Forward: CGCCTGGGCAGACTTTTAC
Reverse: AGCTTCGGGAATGTTGTGA
AhLac5 Forward: TGGACCTGCGGATGTAACGA
Reverse: CGACGATGCTGCCATTCTTG
AhLac6 Forward: CGGCAATAGCACCTGGAA
Reverse: CAAATGAATCGGGTGAGC
β-Actin Forward: GCCCTCGTTCCTTGGTCTTG
Reverse: GTGCTCAACGACGCCAGGAT

1.3 数据处理和分析

采用SPSS 27.0进行统计数据的方差分析和显著性检验,使用GraphPad Prism 9.5进行柱形图的绘制,根据皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient)对测定数据进行双变量相关性分析,利用Origin绘制相关性热图。

2 结果与分析

2.1 不同浓度铜离子处理对黑木耳菌丝体生物量、漆酶活性及基因转录水平的影响

2.1.1 对黑木耳菌丝体生物量的影响

为了研究不同浓度铜离子对黑木耳菌丝体生物量的影响,收集铜离子诱导后的黑木耳菌丝体,并测量其菌丝体干重(图1)。结果表明,随着铜离子浓度的增加,菌丝体生物量先保持稳定后降低,且在300 μmol/L和500 μmol/L浓度下,生物量均高于对照组,但与对照并无显著差异,超过500 μmol/L,菌丝体生物量显著下降。
图1 不同诱导浓度铜离子对黑木耳菌丝体生物量的影响 不同小写字母表示差异显著(P<0.05). 下同

Fig. 1 Effects of different concentrations of copper ions on the mycelial biomass of Auricularia heimuer. Different lowercase letters indicate significant differences (P<0.05). The same below.

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2.1.2 对黑木耳漆酶活性的影响

对不同浓度铜离子诱导下黑木耳漆酶活性进行测定(图2),结果表明,未添加铜离子时,漆酶活性为(2.18±0.08) U/L,随着铜离子浓度的增加,漆酶活性呈现上升趋势,在500 μmol/L浓度下,活性升高趋势最为明显,达到(16.66± 0.38) U/L,为对照组的7.6倍;当铜离子浓度增至700 μmol/L时,漆酶活性达到最高值。由此可知500 μmol/L和700 μmol/L对黑木耳漆酶活性诱导效果较好。
图2 不同诱导浓度铜离子对黑木耳漆酶活性的影响

Fig. 2 Effects of different concentrations of copper ions on the laccase activities of Auricularia heimuer.

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2.1.3 对黑木耳漆酶基因转录水平的影响

为进一步探究黑木耳漆酶基因对不同浓度铜离子的响应情况,采用qRT-PCR技术测定不同浓度铜离子处理下黑木耳漆酶基因的转录水平(图3)。结果表明,铜离子对黑木耳漆酶基因转录均有显著影响,其中AhLac1AhLac3AhLac6的转录水平随着铜离子浓度的增加呈现上升趋势(图3A, 3C, 3F),在铜离子浓度为500 μmol/L和700 μmol/L处理下均具有显著的上调趋势,说明铜离子对AhLac1AhLac3AhLac6的转录表达的影响是浓度依赖型的。AhLac2 (图3B)和AhLac5 (图3E)基因的转录水平呈现先上升后下降的趋势,AhLac4基因(图3D) 表达则为先下降后上升随后又下降的趋势。AhLac2AhLac4AhLac5基因转录水平均在铜离子浓度为500 μmol/L达到最高值,分别上调了3.38、1.29、1.59倍,但在700 μmol/L时有所下降,表明这些基因的表达在高浓度下存在抑制效应。同时,6个漆酶基因的转录水平均在500 μmol/L铜离子诱导下显著提高,表明该浓度为促进漆酶基因表达的关键浓度。
图3 不同诱导浓度铜离子对黑木耳漆酶基因转录水平的影响 A:AhLac1基因表达量;B:AhLac2基因表达量;C:AhLac3基因表达量;D:AhLac4基因表达量;E:AhLac5基因表达量;F:AhLac6基因表达量

Fig. 3 Effects of different concentration of copper ions on the transcription levels of laccase genes in Auricularia heimuer. A: AhLac1 gene expression level; B: AhLac2 gene expression level; C: AhLac3 gene expression level; D: AhLac4 gene expression level; E: AhLac5 gene expression level; F: AhLac6 gene expression level.

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2.2 不同诱导时间铜离子对黑木耳漆酶活性及基因转录水平的影响

2.2.1 对黑木耳漆酶活性的影响

选择500 μmol/L作为最适诱导浓度,进一步研究不同诱导时间对黑木耳漆酶活性的影响(图4)。未添加铜离子时,漆酶活性呈现先上升后下降的趋势。添加铜离子后,漆酶活性在诱导前期(第2-4天)缓慢上升,随后第6-10天迅速上升,在第8天时漆酶活性为13.22 U/L,为对照的3.6倍,并在第10天达到最高值,酶活为(24.1±0.41) U/L,是对照组的12.3倍,此时对照组漆酶活性已下降,由此可知铜离子对于漆酶活性有较好的诱导效应。
图4 不同诱导时间铜离子对黑木耳漆酶活性的影响

Fig. 4 Effects of different induction time of copper ions on the laccase activities of Auricularia heimuer.

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2.2.2 对黑木耳漆酶基因转录水平的影响

进一步探究黑木耳漆酶基因对铜离子不同诱导时间的响应情况,采用qRT-PCR技术检测添加500 μmol/L铜离子诱导下,不同时间点黑木耳漆酶基因的转录水平变化(图5)。结果表明,添加铜离子后,AhLac3AhLac6基因随着诱导时间增加基因表达量逐渐增加,并在诱导后期(第10天)上调显著,分别上调了13.8倍(图5C)和59.1倍(图5F)。AhLac1基因在诱导第10天时也达到最大值,上调了11.3倍(图5A),但AhLac1基因表达水平随诱导时间的增加先上升后下降,再上升。AhLac2AhLac5基因表达水平随时间增加先下调后上调,均在第10天达到最大,分别上调了1.35倍(图5B)和3.9倍(图5E)。AhLac4基因表达则存在不同程度的下调(图5D)。以上结果说明,除了AhLac4基因外,5个漆酶基因均在诱导第10天达到最大,说明铜离子诱导时间对黑木耳不同漆酶同工酶基因的转录水平影响很大。
图5 不同诱导时间下铜离子对黑木耳漆酶基因转录水平的影响 A:AhLac1基因表达量;B:AhLac2基因表达量;C:AhLac3基因表达量;D:AhLac4基因表达量;E:AhLac5基因表达量;F:AhLac6基因表达量

Fig. 5 Effects of different induction times of copper ions on the transcription levels of laccase genes in Auricularia heimuer. A: AhLac1 gene expression level; B: AhLac2 gene expression level; C: AhLac3 gene expression level; D: AhLac4 gene expression level; E: AhLac5 gene expression level; F: AhLac6 gene expression level.

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2.3 相关性分析

2.3.1 不同浓度铜离子诱导下黑木耳漆酶活性和基因转录水平的相关性

利用皮尔逊相关系数进一步分析漆酶活性、铜离子浓度与基因转录水平之间的相关性(图6)。漆酶活性与铜离子浓度之间呈现显著正相关性(P<0.05),相关系数达0.96;漆酶活性与AhLac1AhLac6基因转录水平呈现显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.92和0.90。漆酶活性与AhLac3基因转录水平极显著正相关(P<0.001),相关系数为1.0。由此说明漆酶活性的升高与AhLac1AhLac3AhLac6基因转录水平密切相关。漆酶活性与AhLac2AhLac4AhLac5基因转录水平相关性弱,分别为0.43、0.21和0.04。
图6 漆酶活性、铜离子浓度与基因转录水平之间的相关系数热图

Fig. 6 Heatmap of the correlation coefficients between laccase activities, concentrations of copper ion, and gene transcription levels.

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2.3.2 铜离子不同诱导时间下黑木耳漆酶活性和基因转录水平的相关性

铜离子不同诱导时间下漆酶活性与基因转录水平之间的相关性(图7)分析结果显示,漆酶活性与AhLac3基因转录水平显著正相关(P<0.05),相关系数为0.94。漆酶活性与AhLac6基因转录水平高度正相关(P<0.01),相关系数为0.96;漆酶活性与AhLac1基因转录水平有一定正相关性,相关系数为0.75;AhLac5基因的转录水平与漆酶活性相关系数为0.89,但其基因转录水平存在下调情况;漆酶活性与AhLac4基因转录水平之间存在一定负相关性,相关系数为-0.41。
图7 不同诱导时间下漆酶活性与基因转录水平之间的相关系数热图

Fig. 7 Heatmap of the correlation coefficients between laccase activities and gene transcription levels under different induction time.

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3 讨论

近年来,对于黑木耳漆酶的研究主要集中在生理生化和酶学性质层面(肖楚 2012),而在分子生物学层面,针对漆酶基因转录水平的研究相对较少。漆酶是一种诱导型氧化酶,缺乏对黑木耳中漆酶基因诱导和表达的基础生物学知识,限制了我们对黑木耳漆酶进一步开发和应用。漆酶活性及表达受到多种因素的影响,包括金属离子、碳氮源、酚类化合物及芳香化合物等(陈带娣等 2013)。其中,铜离子作为漆酶活性中心的组成部分,能够直接参与漆酶的催化反应,从而提高漆酶的活性和产量(余卓 2021),其在提高漆酶活性方面具有独特且关键的作用。本研究通过外源添加铜离子,分析了其对黑木耳漆酶活性及漆酶基因转录水平的影响。不同浓度铜离子处理下黑木耳漆酶活性测定结果表明,当铜离子浓度在100-700 μmol/L时,黑木耳漆酶活性呈现持续上升趋势,这种诱导现象与阿魏侧耳Pleurotus ferulae (赵丽婷 2017)、毡毛栓孔菌Trametes velutina (Yang et al. 2013)、云芝栓孔菌Trametes versicolor (Jawale et al. 2023)中的研究结果一致,但与刺芹侧耳Pleurotus eryngii (Sharghi et al. 2024)、灵芝Ganoderma lingzhi (Manavalan et al. 2013)中低浓度促进、高浓度抑制的特点存在差异。这表明,铜离子对不同种类真菌漆酶活性的影响存在差异。此外,在最适诱导浓度下,随着诱导时间延长漆酶活性显著提高,进一步证明铜离子对漆酶活性有良好的诱导效应。铜离子对黑木耳菌丝体生物量的影响随着浓度的增加,先保持无显著差异,随后降低。这一现象与糙皮侧耳Pleurotus ostreatus (Zhu et al. 2016)和刺芹侧耳Pleurotus eryngii (Sharghi et al. 2024)中铜离子浓度对生物量的影响趋势相似,在低浓度时,铜离子可能促进菌丝体的生长,因为铜离子作为酶的辅因子,有助于提高细胞的代谢活性(冯煊等 2020)。但随着浓度升高,生物量出现下降趋势,说明黑木耳对金属离子的结合和利用能力有限,从而导致其对不同浓度铜离子的响应存在差异。
漆酶的表达受多种外界条件和因素的影响。多数情况下,这些因素首先导致同工酶在基因转录水平上发生变化,从而在蛋白质水平影响不同漆酶的结构和性质。适量的铜离子可以作为漆酶的底物,诱导漆酶基因的转录和蛋白合成。Yang et al. (2013)研究表明,铜离子能够上调毡毛栓孔菌Trametes velutina的漆酶基因转录水平,从而提高其漆酶活性。实时荧光定量结果显示,不同浓度铜离子对黑木耳6个同工酶基因表达的调控存在差异,铜离子在不同程度上提高了黑木耳漆酶基因AhLac1AhLac3AhLac6转录水平,且AhLac1AhLac3AhLac6转录水平对铜离子浓度的响应趋势一致,推测这3个基因是漆酶活性升高的主要贡献者。但AhLac2AhLac4AhLac5基因转录水平对于铜离子浓度不存在明显的响应趋势。相似的情况出现在灰葡萄孢Botrytis cinerea中,其漆酶基因BcLCC2表达水平对不同浓度的铜离子的影响响应一致,而BcLCC1BcLCC3基因则表现出不一致的响应(Buddhika et al. 2021)。盘长孢状刺盘孢Colletotrichum gloeosporioides中,1 mmol/L的Cu2+对约3/4的漆酶基因家族成员促进表达,但对Cglac3调控没有影响,并抑制Cglac12Cglac13的表达(董玲玲等 2022)。大斑病凸脐蠕孢Exserohilum turcicum的3个漆酶基因Stlac1Stlac3Stlac5能被0.03% (φ)白藜芦醇诱导上调表达,Stlac1的表达却被抑制(曹可可等 2015)。铜离子诱导不同时间,5个黑木耳漆酶基因转录水平均在第10天达到最大,但AhLac4基因则存在持续下调现象。蒽不同处理时间对灵芝漆酶同工酶基因转录表达水平也存在不同的影响(胡楚霄等 2019),铁、锰、铬等其他金属离子只诱导白腐菌部分漆酶基因转录水平上调(卓睿 2015)。综上可知,同一外源物对真菌漆酶基因家族成员的调控存在差异。这可能是由于不同的漆酶同工酶基因虽然具有较高铜离子结合位点的保守性,但因其氨基酸序列相似性低,使得漆酶的空间构象差异大。当外源物充当底物选择与漆酶活性中心(Gomaa & Momtaz 2015)、周边酸性氨基酸残基ω-羧基阴离子(Shi et al. 2016)以及咪唑基配位体(Gomaa & Momtaz 2015;付林俊等 2019)结合时,会促进或抑制漆酶的活性,从而反馈性地影响上游漆酶基因家族成员的表达。同时,诱导过程中部分黑木耳漆酶基因转录水平和酶活性变化情况存在不一致,推测是转录后蛋白调控所致。
据报道,Laccase2是小麦全蚀病菌中的铜诱导型基因(Litvintseva & Henson 2002),糙皮侧耳也存在多个铜响应基因(Palmieri et al. 2000)。在灰葡萄孢Botrytis cinerea中,BcLCC2是一个铜诱导型漆酶基因,并在铜诱导下鉴定出了BcLCC2基因编码的63.4 kDa同工酶(Buddhika et al. 2021),从而建立了与诱导剂类型相关的酶-基因的联系。综合相关性分析结果来看,AhLac1AhLac3AhLac6基因转录水平与漆酶活性相关较高,且基因转录水平均存在不同程度上调,推测这3个基因可能是黑木耳中的铜诱导型基因,但铜诱导型漆酶基因具体的作用机制仍待进一步研究。
综上所述,本研究探讨了外源铜离子对黑木耳漆酶活性和漆酶基因转录水平的影响,发现适宜浓度的铜离子能够提高漆酶活性和漆酶基因转录水平,且漆酶活性和漆酶基因转录水平之间存在关联性。研究不仅分析了铜离子对漆酶活性和基因转录水平的调控作用,还为提高黑木耳漆酶活性提供了新思路,并为深入研究漆酶基因的分子调控机制提供理论基础。

作者贡献

米昊雨:论文构思、撰写及修改;耿楠楠:稿件审阅及修改;杜鹏禹:实验材料、数据管理;刘增才:论文指导;邹莉:实验监督与指导、论文审核。

利益冲突

作者声明,该研究不存在任何潜在利益冲突的商业或财务关系。

参考文献

[1]
Cai L, Kurniawati E, Hyde KD, 2010. Morphological and molecular characterization of Mariannaea aquaticola sp. nov. collected from freshwater habitats. Mycological Progress, 9:337-343
[2]
Chomnunti P, Hongsanan S, Aguirre-Hudson B, Tian Q, Peršoh D, Dhami MK, Alias AS, Xu JC, Liu XZ, Stadler M, 2014. The sooty moulds. Fungal Diversity, 66:1-36
[3]
Crous PW, Carnegie AJ, Wingfield MJ, Sharma R, Mughini G, Noordeloos ME, Santini A, Shouche YS, Bezerra JDP, Dima B, et al., 2019. Fungal Planet description sheets: 868-950. Persoonia, 42:291-473
[4]
Dong W, Hyde KD, Bhat DJ, Zhang H, 2018. Introducing Aculeata aquatica gen. et sp. nov., Minimelanolocus thailandensis sp. nov. and Thysanorea aquatica sp. nov. (Herpotrichiellaceae, Chaetothyriales) from freshwater in northern Thailand. Mycological Progress, 17:617-629
[5]
Dong W, Hyde KD, Doilom M, Yu XD, Bhat DJ, Jeewon R, Boonmee S, Wang GN, Nalumpang S, Zhang H, 2020. Pseudobactrodesmium (Dactylosporaceae, Eurotiomycetes, Fungi) a novel lignicolous genus. Frontiers in Microbiology, 11:456-469
During our ongoing surveys of fungi on submerged wood in the Greater Mekong Subregion, we collected two new species similar to. gen. nov. is introduced to accommodate the new species,, and is transferred to this genus. Fasciculate conidiophores, enteroblastic conidiogenous cells and subulate to fusiform, phragmoseptate conidia with a tapering apical cell and sheath characterize the genus. has longer conidia than. The placement of in (Eurotiomycetes) is a novel finding based on analyses of combined LSU, SSU, ITS and RPB2 sequence data. Our study reveals that is likely to be a speciose genus with different species in streams around the world. Copyright © 2020 Dong, Hyde, Doilom, Yu, Bhat, Jeewon, Boonmee, Wang, Nalumpang and Zhang.
[6]
Gräfenhan T, Schroers HJ, Nirenberg HI, Seifert KA, 2011. An overview of the taxonomy, phylogeny, and typification of nectriaceous fungi in Cosmospora, Acremonium, Fusarium, Stilbella, and Volutella. Studies in Mycology, 68:79-113
[7]
Hu DM, Wang M, Cai L, 2016. Phylogenetic assessment and taxonomic revision of Mariannaea. Mycological Progress, 16:1-13
[8]
Hyde KD, Dong Y, Phookamsak R, Jeewon R, Bhat DJ, Jones EBG, Liu NG, Abeywickrama PD, Mapook A, Wei D, et al., 2020. Fungal diversity notes 1151-1276: taxonomic and phylogenetic contributions on genera and species of fungal taxa. Fungal Diversity, 100:5-277
[9]
Hyde KD, Fryar S, Tian Q, Bahkali AH, Xu JC, 2016. Lignicolous freshwater fungi along a north-south latitudinal gradient in the Asian/Australian region; can we predict the impact of global warming on biodiversity and function? Fungal Ecology, 19:190-200
[10]
Jayasiri SC, Hyde KD, Ariyawansa HA, Bhat DJ, Buyck B, Cai L, Dai YC, Abd-Elsalam KA, Ertz D, Hidayat I, 2015. The Faces of Fungi database: fungal names linked with morphology, phylogeny and human impacts. Fungal Diversity, 74:3-18
[11]
Katoh K, Standley DM, 2013. MAFFT multiple sequence alignment software version 7: improvements in performance and usability. Molecular Biology and Evolution, 30:772-780
[12]
Kurniawati E, Zhang H, Chukeatirote E, Sulistyowati L, Moslem MA, Hyde KD, 2010. Diversity of freshwater ascomycetes in freshwater bodies at Amphoe Mae Chan, Chiang Rai. Cryptogamie Mycologie, 3:323-331
[13]
Lombard L, Van DMNA, Groenewald JZ, Crous PW, 2015. Generic concepts in Nectriaceae. Studies in Mycology, 80:189-245
[14]
Luo ZL, Hyde KD, Liu JK, Maharachchikumbura SSN, Jeewon R, Bao DF, Bhat DJ, Lin CG, Li WL, Yang J, Liu NG, Lu YZ, Jayawardena RS, Li JF, Su HY, 2019. Freshwater Sordariomycetes. Fungal Diversity, 99:451-660
[15]
Matsushima T, 1989. Matsushima mycological memoirs No. 6. Matsushima fungus collect. Kobe,Japan.
[16]
Nonaka K, Kaneta T, Ōmura S, Masuma R, 2015. Mariannaea macrochlamydospora, a new hyphomycete (Nectriaceae) from soil in the Bonin Islands, Japan. Mycoscience, 56:29-33
[17]
Page RDM, 1996. Tree View: an application to display phylogenetic trees on personal computers. Computer Applications in the Biosciences, 12:357-358
[18]
Rannala B, Yang Z, 1996. Probability distribution of molecular evolutionary trees: a new method of phylogenetic inference. Journal of Molecular Evolution, 43:304-311
[19]
Ronquist F, Huelsenbeck JP, 2003. MrBayes 3: Bayesian phylogenetic inference under mixed models. Bioinformatics, 19:1572-1574
MrBayes 3 performs Bayesian phylogenetic analysis combining information from different data partitions or subsets evolving under different stochastic evolutionary models. This allows the user to analyze heterogeneous data sets consisting of different data types-e.g. morphological, nucleotide, and protein-and to explore a wide variety of structured models mixing partition-unique and shared parameters. The program employs MPI to parallelize Metropolis coupling on Macintosh or UNIX clusters.
[20]
Samson RA, 1974. Paecilomyces and some allied hyphomycetes. Studies in Mycology, 6:1-119
[21]
Samson RA, Bigg WL, 1988. A new species of Mariannaea from California. Mycologia, 80:131-134
[22]
Samuels GJ, 1985. Four new species of Nectria and their Chaetopsina anamorphs. Mycotaxon, 22:13-32
[23]
Samuels G, 1989. Nectria and penicillifer. Mycologia, 81:347-355
[24]
Samuels GJ, Seifert KA, 1991. Two new species of Nectria with Stilbella and Mariannaea anamorphs. Sydowia, 43:249-263
[25]
Silvestro D, Michalak I, 2011. raxmlGUI: a graphical front-end for RAxML. Organisms Diversity & Evolution, 12:335-337
[26]
Su HY, Udayanga D, Luo Z, Manamgoda DS, Zhao YC, Yang J, Liu XY, Mckenzie EHC, Zhou DQ, Hyde KD, 2015. Hyphomycetes from aquatic habitats in Southern China: species of Curvularia (Pleosporaceae) and Phragmocephala (Melannomataceae). Phytotaxa, 226:201-216
[27]
Taylor JE, Hyde KD, 2003. Microfungi of tropical and temperate palms. Fungal Diversity Research Series, 12:1-459
[28]
Tokumasu S, Aoki T, Oberwinkler F, 1994. Fungal succession on pine needles in Germany. Mycoscience, 35:29-37
[29]
Vilgalys R, Hester M, 1990. Rapid genetic identification and mapping of enzymatically amplified ribosomal DNA froms everal Cryptococcus species. Journal of Bacteriology, 172:4238-4246
[30]
Wang GN, Yu XD, Dong W, Bhat DJ, Boonmee S, Zhang D, Zhang H, 2019. Freshwater hyphomycetes in Eurotiomycetes: a new species of Minimelanolocus and a new collection of Thysanorea papuana (Herpotrichiellaceae). Mycological Progress, 18:511-522
[31]
Wei MJ, Zhang H, Dong W, Boonmee S, Zhang D, 2018. Introducing Dictyochaeta aquatica sp. nov. and two new species of Chloridium (Chaetosphaeriaceae, Sordariomycetes) from aquatic habitats. Phytotaxa, 362:187-199
[32]
White TJ, Bruns T, Lee S, Taylor J, 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In: Innis MA, Gelfand DH, Sninsky JJ, White TJ (eds.) PCR protocols: a guide to methods and applications. Academic Press, New York. 315-322
[33]
Yang H, Dong W, Yu XD, Bhat DJ, Boonmee S, Zhang H, 2020. Four freshwater dematiaceous hyphomycetes in Sordariomycetes with two new species of Parafuscosporella. Phytotaxa, 441:19-34
[34]
Yu XD, Dong W, Bhat DJ, Boonmee S, Zhang D, Zhang H, 2018. Cylindroconidiis aquaticus gen. et sp. nov., a new lineage of aquatic hyphomycetes in Sclerococcaceae (Eurotiornycetes). Phytotaxa, 372:79-87
[35]
Zeng ZQ, Zhuang WY, 2014. A new holomorphic species of Mariannaea and epitypification of M.samuels. Mycological Progress, 13:967-973
[36]
Zhang H, Dong W, Hyde KD, Bahkali AH, Zhang D, 2016. Molecular data shows Didymella aptrootii is a new genus in Bambusicolaceae. Phytotaxa, 247:99-108
[37]
Zhang H, Dong W, Hyde KD, Maharachchikumbura SSN, Hongsanan S, Jayarama Bhat D, Al-Sadi AM, Zhang D, 2017. Towards a natural classification of Annulatascaceae-like taxa: introducing Atractosporales ord. nov. and six new families. Fungal Diversity, 85(1):75-110
[38]
Zhaxybayeva O, Gogarten JP, 2002. Bootstrap, Bayesian probability and maximum likelihood mapping: exploring new tools for comparative genome analyses. BMC Genomics, 3:4-20
Horizontal gene transfer (HGT) played an important role in shaping microbial genomes. In addition to genes under sporadic selection, HGT also affects housekeeping genes and those involved in information processing, even ribosomal RNA encoding genes. Here we describe tools that provide an assessment and graphic illustration of the mosaic nature of microbial genomes. We adapted the Maximum Likelihood (ML) mapping to the analyses of all detected quartets of orthologous genes found in four genomes. We have automated the assembly and analyses of these quartets of orthologs given the selection of four genomes. We compared the ML-mapping approach to more rigorous Bayesian probability and Bootstrap mapping techniques. The latter two approaches appear to be more conservative than the ML-mapping approach, but qualitatively all three approaches give equivalent results. All three tools were tested on mitochondrial genomes, which presumably were inherited as a single linkage group. In some instances of interphylum relationships we find nearly equal numbers of quartets strongly supporting the three possible topologies. In contrast, our analyses of genome quartets containing the cyanobacterium Synechocystis sp. indicate that a large part of the cyanobacterial genome is related to that of low GC Gram positives. Other groups that had been suggested as sister groups to the cyanobacteria contain many fewer genes that group with the Synechocystis orthologs. Interdomain comparisons of genome quartets containing the archaeon Halobacterium sp. revealed that Halobacterium sp. shares more genes with Bacteria that live in the same environment than with Bacteria that are more closely related based on rRNA phylogeny. Many of these genes encode proteins involved in substrate transport and metabolism and in information storage and processing. The performed analyses demonstrate that relationships among prokaryotes cannot be accurately depicted by or inferred from the tree-like evolution of a core of rarely transferred genes; rather prokaryotic genomes are mosaics in which different parts have different evolutionary histories. Probability mapping is a valuable tool to explore the mosaic nature of genomes.

Acknowledgments: G.N. Wang would like to thank Rekhani Hansika Perera and Niamali Indeewari de Silva for their valuable suggestions and help.

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