叶际微生物在维持植物健康,促进植物的生长和生物地球化学循环等生态功能中发挥着重要作用,近年来叶际微生物的作用以及多样性变化受到广泛关注,其重要性日益突出。本研究以北京常见的绿化植物月季为研究对象,对市中心向北、由近到远的4个采样点,安定门地区(ADM)、和平街地区(HPJ)、亚运村地区(YYC)和北七家地区(BQJ);3个月份(四月、七月和十一月)和道路2个不同位置(道路中央和两侧)的月季叶际表生真菌多样性及群落结构进行了研究。结果表明:在月季叶际表生真菌系统中,共获得3 425条扩增子系列变异特征序列(ASVs),其中座囊菌纲Dothideomycetes是优势类群,不同采样点间的月季叶际表生真菌Shannon指数由高到低依次为ADM>BQJ>HEJ>YYC,其中ADM显著高于YYC,多样性由市中心向北、由近到远呈现先降低后升高的变化趋势;月份间的Shannon指数由高到低依次为四月份>七月份>十一月份,其中四月份显著高于七月份和十一月份;道路中央样品与道路两侧样品无显著性差异。LEfSe分析判定了不同地区和季节的差异指示菌属,其中ADM的差异指示属为新刺毛茎点霉属Neosetophoma、新齿裂菌属Neophaeococcomyces及假赤壳属Pseudocosmospora,HPJ的差异指示属为光黑壳属Preussia,YYC的差异指示属为圆盘菌属Orbilia,BQJ的差异指示属为假小垫革菌属Pseudotomentella。通过网络分析发现,空泡茎点霉属Vacuiphoma、担孢酵母属Erythrobasidium、枝孢属Cladosporium、木拉克属Mrakia和亚球壳属Sphaerulina平均度最大,确定为核心节点菌属。真菌群落功能预测得出腐生功能类群和病理功能类群是月季叶际表生真菌的主要类群,且腐生功能类群在不同季节条件下和不同样点间丰度均存在显著变化。研究结果为城市叶际微生物群落结构变化和城市绿化科学管理提供了参考。
金针菇Flammulina filiformis是受《植物新品种保护名录》保护的食用菌之一,品种的知识产权保护受到高度重视,迫切需要准确、可靠、稳定和可操作性强的品种鉴别技术为品种知识产权保护提供技术支撑。本研究利用42株金针菇菌株基因组重测序数据构建了包含428个多核苷酸多态性(MNP)分子标记的数据库,并对试验菌株之间的遗传相似度进行分析。结果显示来自国内金针菇企业所用的12个菌株遗传相似度均为100%,暗示国内金针菇生产品种高度同质化;而12个野生菌株间的遗传相似度介于0.23%-29.44%之间(除F17与F18的相似度为100%外),体现了野生金针菇具有丰富的遗传多样性。此外,MNP分子标记的鉴别结果还与拮抗实验和ISSR分子标记的结果进行了比较,体现出MNP分子标记菌株鉴别技术的灵敏度高、稳定性好、工作量小的优势,因此可为我国金针菇品种知识产权保护提供技术支撑。
FIP-gap1是从树舌灵芝中鉴定的一种真菌免疫调剂蛋白(FIP),具有典型的灵芝属FIP的结构和生物学活性。然而其对树舌灵芝本身的生物学功能尚不清楚。为探究FIP-gap1对树舌灵芝的生物学作用及其在温度胁迫下的抗逆性,本研究以FIP-gap1基因为研究对象,进行其毕赤酵母转化、qRT-PCR检测,以及高温胁迫下树舌灵芝菌丝体培养和相关生理生化指标检测等。结果表明:qRT-PCR检测显示树舌灵芝菌丝体中FIP-gap1在温度胁迫下显著提高,其在36 ℃相对表达量是正常条件下的8.9倍;酵母细胞存活率和斑点试验检测表明,FIP-gap1转基因毕赤酵母活力在36 ℃下明显优于野生型酵母。另外,36 ℃条件下FIP-gap1基因超表达的树舌灵芝(pGPD:FIP-gap1)菌丝生长速度明显快于野生菌株,而其中超氧化物酶歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活力和可溶性糖的含量高于野生型树舌灵芝,丙二醛(MDA)含量低于野生树舌。综上所述,FIP-gap1基因可以影响树舌灵芝菌丝体生长,并且能够对高温胁迫具有响应,其可以提高酵母和树舌灵芝在温度胁迫下的抗逆性。本研究首次探究了树舌灵芝FIP-gap1对其本身的生物学功能及其对温度胁迫的响应,为进一步全面阐明真菌FIP的功能和提高树舌灵芝FIP-gap1的应用开发提供研究方法和理论依据。
由果生刺盘孢Colletotrichum fructicola引起的苹果炭疽叶枯病是我国苹果上的一种新病害。前期通过组学分析发现一个在侵染早期表达的转录因子CfCrzA,本研究拟明确其在果生刺盘孢生长发育和致病中的作用。生物信息学分析显示,CfCrzA为刺盘孢属保守基因。采用同源重组方法获得2个敲除突变体。表型分析显示,突变体ΔCfCrzA与野生型WT生长速率无明显差别;致病性测定显示,ΔCfCrzA对苹果叶片和果实致病力显著下降。玻璃纸接种试验显示ΔCfCrzA孢子萌发率降低26%±3%,附着胞形成率降低43%±1%;叶片组织学观察发现ΔCfCrzA附着胞形成率降低60%±1%,但侵染泡囊和初生菌丝形成不受影响。培养发现ΔCfCrzA对细胞壁胁迫相关SDS的敏感性显著提升。这些结果表明转录因子CfCrzA为果生刺盘孢的关键致病因子,主要通过影响分生孢子萌发、附着胞形成等影响其致病力。
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)是抗氧化系统中的核心酶。本研究通过生物信息学分析预测了草菇sod基因编码蛋白的理化性质、保守结构域和进化关系,并测定了草菇继代培养过程中的菌丝生理性状和sod基因的相对表达量。结果表明,草菇基因组中含有1个Cu/Zn-sod基因和3个Mn-sod基因,其编码蛋白均具有SOD的典型特征,属于SOD家族成员,并且草菇4个SOD分别与不同真菌的SOD具有较高的同源性。随着草菇继代培养次数的增加,菌落直径和菌丝生长速度都呈现先增加后降低的趋势;Cu/Zn-sod和Mn-sod3基因的相对表达量在继代过程中呈现先增加后降低的趋势,Mn-sod1基因在继代菌株的相对表达量均高于T0,而Mn-sod2均低于T0。本研究为揭示草菇sod基因的生物学功能和菌种继代退化机制研究奠定了基础。
鼠李素-3-O-鼠李糖苷(alpha-rhamnetin-3-O-rhamnoside, ARR)是从北桑寄生Loranthus tanakae中分离得到的黄酮类化合物,有良好的抗炎药理活性,具有较大的研究价值。从北桑寄生中分离出的内生菌能够产生与北桑寄生相同或相似的化学成分,其中有6种内生菌具备产鼠李素-3-O-鼠李糖苷的能力。由于微生物发酵具有高效、绿色可持续的优点,北桑寄生内生菌可以作为北桑寄生植物的替代资源。本研究以一株北桑寄生青霉属内生真菌ZS108为研究对象,利用酶解法制备其原生质体,探究了原生质体制备的适宜条件,采用聚乙二醇(PEG)转化法对不同酶解时间的原生质体进行初步转化,经DNA提取及PCR验证表明质粒成功整合到内生真菌ZS108基因组中。然后对原生质体进行紫外诱变,经过筛选最终得到14株鼠李素-3-O-鼠李糖苷产量比出发菌株高的突变菌株,正突变率为16.47%。其中突变菌株UV39产量最高,达到3.93 mg/L,比出发菌株高6.02倍。最后采用薄层色谱法和LC-MC法对突变菌株产鼠李素-3-O-鼠李糖苷的能力进行了验证。通过原生质体紫外诱变的方法选育高产鼠李素-3-O-鼠李糖苷菌株,为微生物发酵法生产鼠李素-3-O-鼠李糖苷早日实现工业化生产打下了坚实的基础。
柿炭疽病是影响柿树栽培及产业发展的主要病害之一,我国柿炭疽病的主要真菌病原菌为堀刺盘孢Colletotrichum horii。效应蛋白是一类由病原菌分泌用于诱导宿主防御反应或抑制宿主免疫反应的蛋白质,然而柿堀刺盘孢效应蛋白的相关报道较少。本研究基于课题组报道的堀刺盘孢基因组信息,获得了效应蛋白Ch4839并对其进行初步功能分析。结果表明:与野生型堀刺盘孢相比,Ch4839的敲除突变体ΔCh4839-4-1并不影响堀刺盘孢的菌落生长,但是产孢率与野生型相比有所减少;且Ch4839敲除突变体的致病力明显下降;亚细胞定位显示该效应蛋白可以定位于烟草的细胞核、细胞膜以及部分细胞质上;此外,Ch4839可以抑制由INF1引发的烟草细胞程序性凋亡,表明该效应蛋白在抑制宿主防卫作用中发挥作用;进一步通过酵母文库筛选获得了5个候选靶蛋白。试验结果初步揭示效应蛋白Ch4839的功能,为探究柿炭疽病效应蛋白与宿主靶蛋白之间的互作机理提供理论依据。
本研究评估了不同极性部位的桑黄提取物(水、乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、萃取剩余水提取部位)对LPS刺激的RAW264.7细胞所产生的炎症细胞因子IL-6和TNF-α的抑制作用,并评估了桑黄乙醇提取物和水提取物抑制SARS-CoV-2复制和进入的能力,以Vero作为宿主细胞,通过实时荧光定量PCR和蛋白免疫印迹法检测病毒中核衣壳蛋白的表达水平。结果表明,桑黄的乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇以及水提取物均呈现较好的抗炎效果,并且随着浓度的增加抑制效果明显增强,显著降低LPS刺激的RAW264.7细胞产生的IL-6和TNF-α水平;桑黄乙醇提取物和水提取物能显著通过抑制SARS-CoV-2中核衣壳蛋白的表达水平从而达到抑制病毒复制的能力。
以糙皮侧耳CY 568为研究材料,探究了单一的Cu2+、Fe2+、Mn2+以及混合金属离子对糙皮侧耳漆酶活性的影响。结果表明,单一金属离子和混合金属离子均对糙皮侧耳CY 568漆酶活性具有极显著的影响(P<0.001)。单一金属离子为Cu2+或Mn2+时会提升糙皮侧耳CY 568的漆酶活性,尤其是Cu2+,且在含Cu2+的培养基条件下能够保持稳定的高漆酶活性。混合金属离子培养基相较于基础培养基而言均能提升糙皮侧耳CY 568的漆酶活性,且在MMCM培养基上发酵18 d时达最大漆酶活性(22 622.22±142.97) U/L。此外,糙皮侧耳CY 568在含有Cu2+的诱导培养基上的最大漆酶活性均高于不含Cu2+的培养基中的最大漆酶活性,表明Cu2+的存在有助于糙皮侧耳漆酶活性的提升。同时,糙皮侧耳CY 568在单一Fe2+培养基中漆酶活性低于基础培养基中,表明Fe2+的存在会抑制糙皮侧耳CY 568所分泌的漆酶活性。
‘JSJ-HSR-101’是通过皱环球盖菇Stropharia rugosoannulata酒红色菌株的孢子紫外诱变所得,菌盖为金黄色,菌柄纯白色,成熟后产孢量少,子实体多单生,综合产量为8-12 kg/m2,商品菇比例在80%左右,适宜林下栽培和设施栽培。‘滇羊2号’和‘滇妹7号’均是野生资源经多年系统驯化,并通过小试、中试、大试栽培验证后而获得的优质品种,其中‘滇羊2号’属黑色羊肚菌支系中的梯棱羊肚菌Morchella importuna品种,出菇密度大,每平方米成菇数量80-100朵,个头较小,肉质有弹性、不易碎耐运输,烤干损耗率低;‘滇妹7号’属黑色羊肚菌支系中的六妹羊肚菌Morchella sextelata品种,每平方米成菇数量60朵左右,鲜菇商品性状好,而且产量稳定。