交配型基因作为分子标记鉴定蛹虫草退化菌株的核相初步研究
运用基因枪法进行蛹虫草遗传转化的研究
园艺学报,2015,42 (9):1837–1842.Acta Horticulturae Sinicadoi:10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0145;http://www. ahs. ac. cn 1837运用基因枪法进行蛹虫草遗传转化的研究茅文俊*,鲍大鹏*,周陈力,李燕,谭琦,汪滢**(国家食用菌工程技术研究中心,农业部南方食用菌资源利用重点实验室,上海市农业遗传育种重点实验室,上海市农业科学院食用菌研究所,上海 201403)摘 要:采用蛹虫草[Cordyceps militaris(L.)Link]野生型菌株CM01为供试材料,以金粉包裹质粒pDHt-gpdA-GFP-bar,运用基因枪法转化,经草铵膦抗性筛选,最终在靶距离6 cm或9 cm,氦气压力7.58 × 106 Pa或8.96 × 106Pa条件下,获得2个遗传稳定的转化子Gfp2与Gfp3,转化效率为0.4 cfu · µg-1。
PCR鉴定与Southern杂交分析显示,草铵膦抗性基因Bar已经以单拷贝或者多拷贝方式整合到蛹虫草转化子的基因组中。
蛹虫草转化子的菌丝在荧光显微镜下可以观测到绿色荧光,表明载体携带的绿色荧光蛋白基因在蛹虫草转化子中得到表达。
研究结果表明可以把基因枪法应用于真菌蛹虫草,建立了一种简便有效的遗传转化方法,而转化效率需要通过优化基因枪参数设置、受体材料制备等途径进一步提高。
关键词:蛹虫草;基因枪;遗传转化;绿色荧光蛋白中图分类号:S 567;S646文献标志码:A 文章编号:0513-353X(2015)09-1837-06 Effective Transformation of Cordyceps militaris by Particle BombardmentMAO Wen-jun*,BAO Da-peng*,ZHOU Chen-li,LI Yan,TAN Qi,and WANG Ying**(Institute of Edible Fungi,Shanghai Academy of Agricultural Sciences,Key Laboratory of Edible Fungi Resources and Utilization(South),Ministry of Agriculture,P. R.,China,National Engineering Research Center of Edible Fungi,Key Laboratory of Agricultural Genetics and Breeding of Shanghai,Shanghai 201403,China)Abstract:An effective and convenient transformation method of Cordyceps militaris were established by means of particle bombardment. Coating microcarriers with plasmid pDHt-gpdA-GFP-bar,we transferred C. militaris CM01 by particle bombardment. After being selected by glufosinate-ammonium,two transformants were obtained under three conditions differing in the two parameters of target distance (6 cm or 9 cm)and helium pressure(7.58 × 106 Pa or 8.96 × 106 Pa). The transformation frequency was 0.4 cfu· µg-1. PCR and southern blot results indicated that the selective marker gene Bar was integrated into the genomic DNA,a single copy or multiple copies integration,and genetically stable. Green fluorescence of the C. militaris transformant mycelia could be observed under fluorescent microscope,which indicated that the expression of green fluorescent protein was successful in the C. militaris transformants. Transformation by particle bombardment enriched the transformation methods of C. militaris. However,sample preparation and parameter setting need to be optimized,in order to improve the efficiency of transformation.收稿日期:2015–05–13;修回日期:2015–07–30基金项目:上海市科技人才计划项目(13XD424700);上海市市级农口系统青年人才成长计划项目[沪农青字(2015)第1-10号] * 共同第一作者** 通信作者Author for correspondence(E-mail:wyhrx@)Mao Wen-jun,Bao Da-peng,Zhou Chen-li,Li Yan,Tan Qi,Wang Ying.Effective transformation of Cordyceps militaris by particle bombardment. 1838Acta Horticulturae Sinica,2015,42 (9):1837–1842.Key words:Cordyceps militaris;particle bombardment;genetic transformation;green fluorescent protein蛹虫草[Cordyceps militaris(L.)Link],又名北虫草、北冬虫夏草,属于麦角菌科(Clavicipitaceae)虫草属(Cordyceps),是世界性广布种,为虫草属真菌的模式种(Kirk et al.,2001;梁宗琦等,2007)。
一种分子标记快速筛选草菇杂交菌株的方法[发明专利]
专利名称:一种分子标记快速筛选草菇杂交菌株的方法专利类型:发明专利
发明人:汪虹,陈明杰,鲍大鹏,冯爱萍,薛承琴
申请号:CN201210575580.8
申请日:20121226
公开号:CN103060445A
公开日:
20130424
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种分子标记快速筛选草菇杂交菌株的方法,包括:(1)引物合成;(2)草菇菌丝培养;(3)确定单核菌株的交配型基因类型;(4)草菇杂交试验;(5)PCR扩增判断。
本发明与常规形态学检测、拮抗试验和出菇试验等方法相比,具有操作简便,检测时间短,准确性高的优点,可以利用交配型基因的分子标记筛选杂交菌株,有利于草菇杂交育种工作的开展,从而加快草菇新品种的研发工作,具有良好的应用前景。
申请人:上海市农业科学院
地址:201106 上海市闵行区北翟路2901号
国籍:CN
代理机构:上海泰能知识产权代理事务所
代理人:黄志达
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交配型基因作为分子标记鉴定蛹虫草退化菌株的核相初步研究
交配型基因作为分子标记鉴定蛹虫草退化菌株的核相初步研究蛹虫草(Cordyceps militaris)是一种具有开发前景的药用真菌,我国人工栽培蛹虫草技术已经成熟,并进入了产业化发展阶段。
然而,目前在人工栽培过程中,蛹虫草菌种退化普遍且严重,给规模化栽培带来了极大的风险,阻碍了蛹虫草栽培业的进一步发展\[1\]。
蛹虫草是一种异宗配合的子囊菌,异核体所产生的有性后代中具有两种可亲和的交配型\[2, 3\]。
真菌分子遗传学研究证明,蛹虫草的交配型因子具有典型的子囊菌交配型位点的idiomorph(同位异源)结构,即具有一个交配型位点,位点上存在着两类不同源的交配型基因,一类交配型基因是MAT alpha,该类交配型基因的序列有两种,被分别命名为MAT1 1 1和MAT1 1 2;另一类交配型是MAT HMG,该类交配型基因只有一种序列,被命名为MAT1 2 1\[4\]。
同核体仅仅含有其中的一类交配型基因,不能单独完成有性生活史,只有当可亲和的初生同核菌丝体之间发生质配后形成含有两类交配型基因的异核体,才能完成有性生活史,具备形成子实体的能力[5]。
但该异核体是否会转变成次生的同核菌丝体从而导致产子实体能力的退化,是一个值得研究的内容。
本文以蛹虫草的交配型基因为分子标记,鉴定供试菌株的核相,以期找到蛹虫草菌种发生退化的遗传学原因。
1 材料与方法1.1供试材料从栽培基地收集两批蛹虫草样品。
第一批样品共12个,分别为同一菌株经不同批次传代接种后的样品(栽培条件相同),其中2个能形成正常的子实体(1号和2号),10个不能形成子实体(3号~12号),表型差异见图1。
A.不出草样品,B.出草样品A. Non fruiting sample,B. Fruiting sampleFig.1 Phenotype of C. militaris samples fromthe first batch第二批样品共2个,在相同的栽培条件下,分别为形成茂密子实体(13号)和不形成子实体(14号)(图2)。
蛹虫草(Cordyceps militaris)的交配型研究
蛹虫草(Cordycepsmilitaris)的交配型研究利用可以在人工条件完成整个生活史的蛹虫草菌种,分离、鉴定了2个蛹虫草菌株子囊孢子的单孢分离物,对子囊单孢的配对培养和子实体诱导结果显示,蛹虫草具有典型的二极性异宗配合习性。
子囊菌;蛹虫草;交配型;异宗配合S567.35A蛹虫草[Cordyceps militaris (L.) Link]又名北冬虫夏草,分类学上属真菌门(Eumycota),子囊菌亚门(Ascomycotina),核菌纲(Pyrenomycetes),球壳目(Sphaeriales),麦角菌科(Clavicepitaceae),虫草属(Cordyceps)[1]。
虫草属真菌是一类具有重要药用和开发价值的真菌,其中冬虫夏草[Cordyceps sinensis (Berk.)Sacc.]为我国传统名贵滋补中药材,由于野生资源稀少,价格极其昂贵,许多科研单位对其子实体人工培养进行了大量的研究工作,但至今尚未能规模培养[2~7]。
蛹虫草作为虫草属真菌的模式种,具有与冬虫夏草相似的药理功效,且人工规模培养已经成功,正逐渐成为冬虫夏草的重要替代品,具有广阔的市场前景。
目前有关蛹虫草的研究,主要集中于培养条件选择、有效成分分析和药理作用研究上[8~20],对其基本生物学、遗传学等方面的研究仍较薄弱[21~24],对其交配型的研究几为空白[25]。
真菌的交配型是控制其交配亲和性和有性生殖的遗传基础。
已知真菌的交配型系统分为同宗配合和异宗配合2大类。
同宗配合是一种自体可孕的有性生殖方式,即该真菌不需要两个不同来源的菌丝交配,只由同一有性孢子萌发生成的初级菌丝就可独立完成有性生活史。
同宗配合分成初级同宗配合(primary homothallism)和次级同宗配合(secondary homothallism)。
异宗配合是一种自体不孕的有性生殖方式,即由同一有性孢子萌发形成的初级菌丝不能独立完成有性生活史,只有通过两个不同交配型的有性孢子萌发生成的初生菌丝之间的交配,才能完成有性生活史。
蛹虫草基因组研究取得进展_
图1蓝莓试管完整植株生长状况壮实,0.5%木质化壮实,0.7%木质化壮实,无木质化壮实,无木质化萌发率(%)85839189品种(株系)伯克利斯巴坦北陆圣云表2不同蓝莓品种(株系)茎段的萌发结果生长状况较壮壮实较弱,有玻璃化苗增殖倍数3.13853ZT 浓度(mg/L )0.51.01.5表3不同ZT 浓度对蓝莓初代嫩茎继代增殖的影响先上升后下降的趋势。
蓝莓茎段萌发新稍的木质化程度直接影响其增殖的周期和增殖倍数,当新梢木质化程度较低或无木质化时,其增殖周期短、增殖倍数高。
因此,蓝莓茎段萌发的最适宜培养基为WPM +ZT1.5mg/L 。
2.2不同蓝莓品种(株系)茎段的萌发结果由表2可知,供试的4个品种(株系)的茎段外植体萌发率均较高(83%以上),且苗木壮实。
同一株系北陆、圣云的萌发率及伯克利、斯巴坦的萌发率虽然差异不明显,但不同株系半高丛蓝莓北陆、圣云的萌发率却明显高于高丛蓝莓伯克利、斯巴坦的萌发率,说明基因型的差异决定着外植体再生能力的高低。
2.3不同ZT 浓度对蓝莓初代嫩茎继代增殖的影响从表3可以看出,ZT 对蓝莓苗的继代增殖起促进作用,增殖系数随其浓度的升高而逐渐增加。
但当ZT 浓度高于1.0mg/L 时,其苗细弱,出现玻璃化苗,因此培养基WPM+ZT1.0mg/L 是蓝莓初代嫩茎继代增殖的最佳培养基。
2.4试管苗的生根诱导及驯化移栽试管苗接种到生根培养基后15d 开始形成根原基,22d 左右长出7条以上0.5~1.0cm 长的根,从而成为完整植株(图1),生根率达96%以上。
生根苗移栽至水苔基质中,20d 左右新根生长,新叶长出,代表成活,成活率在90%以上。
3结语蓝莓组织培养繁苗是蓝莓推广应用的前提,本研究成果已指导生产应用,并与大连富甲蓝莓有限公司合作生产蓝莓组培苗2万株以上。
本试验以4个蓝莓品种(株系)植株上的当年生半木质化茎段为外植体进行蓝莓的离体培养及植株再生研究,得出以下结论:蓝莓茎段萌发的最适宜培养基为WPM +ZT1.5mg/L ,高丛蓝莓与半高丛蓝莓的萌发率存在一定差异;蓝莓初代嫩茎继代增殖的最佳培养基WPM+ZT1.0mg/L ;试管苗浸蘸200mg/L IBA 5s ,接种到生根培养基1/2WPM 中生根率达96%以上,生根苗移至水苔基质,成活率可达90%以上。
蛹虫草交配系统与营养体亲和性研究
蛹虫草交配系统与营养体亲和性研究焦子伟;努尔买买提·伊力亚斯;梁月;杨晓绒【期刊名称】《新疆农业科学》【年(卷),期】2016(053)009【摘要】[目的]蛹虫草是一种药(食)用真菌,属典型的子囊菌异宗交配系统,研究蛹虫草交配系统和营养体亲和性.[方法]从蛹虫草子实体进行单孢子分离,获得不同的单子囊孢子群体.选取单子囊孢子菌株进行培养并提取菌丝体DNA,设计特异性引物对其交配型目的基因进行PCR扩增,明确不同群体内部各单子囊孢子菌株的交配型类型并分析其分离比例.随机选取不同交配型代表菌种采用对峙培养方法对相同和不同的交配型菌株的营养体亲和性进行检测.[结果]所有检测的菌株均具有两种交配型MAT1-1或MAT1-2之一.检测的不同群体菌株中两种交配型的分离比例,卡方检验均符合1∶1的理论比值.随机选取不同交配型的菌株进行营养体亲和性对峙培养试验,所选菌株被初步分为4个不同的营养亲和群,蛹虫草存在潜在的遗传分化.相同交配型菌株之间的营养亲和性较高(90%);相反不同交配型菌种之间的营养亲和性比例较低(60%).[结论]所有供试单子囊菌株只具有一种交配型且未出现偏分离现象,其交配系统与营养体亲和性之间存在一定的相关性,相同交配型菌株组合比不同交配型菌株组合的营养亲和性更普遍,因此利用不同交配型且菌丝体营养亲和性较高的菌种组合,则更有利于发育产生原基,形成子实体.【总页数】7页(P1708-1714)【作者】焦子伟;努尔买买提·伊力亚斯;梁月;杨晓绒【作者单位】伊犁师范学院化学与生物科学学院,新疆伊宁835000;伊犁师范学院化学与生物科学学院,新疆伊宁835000;沈阳农业大学植物保护学院,沈阳110866;伊犁师范学院化学与生物科学学院,新疆伊宁835000【正文语种】中文【中图分类】S188+.2【相关文献】1.添加前体促进蛹虫草发酵生产菌丝体和虫草菌素的研究 [J], 文庭池;雷帮星;康冀川;李光荣;何劲2.前体及营养物提高蛹虫草虫草菌素产量的研究 [J], 文庭池;康冀川;雷帮星;李光荣;何劲3.蛹虫草菌株的交配型鉴定及其部分栽培特征研究 [J], 刘敏祥;何华奇;茅文俊;鲍大鹏4.交配型基因作为分子标记鉴定蛹虫草退化菌株的核相初步研究 [J], 汪虹;魏静;林楠;冯爱萍;陈明杰;鲍大鹏5.蛹虫草(Cordyceps militaris)的交配型研究 [J], 高新华因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
蛹虫草不同菌株的生物学特性及系统发育研究
ad n mu a in n s r e u ei r sr i s o a s n r s a c a ma e n f e f t e tt s a d c e n s p r tan ,c mp r o e e r h w s o o i d o v o h m i tr o s lt n a d p rf a in i n e ms f ioa i n u i c t , o i o mo p o o ia o s r a in a t c a c l v t n a d moe ua a p as 1 T e r s l id c t d ta d f r n e o bo o i a r h l gc ] b e v t , r f il u t ai n o i i i o l c l r p r i . h e ut n ia e h t i e e c f ilg c l a s f c a a t r t s mo g h s sr i s o o d c p l a i s t e d f r n e wa p c e .I a t c a u t ai n te fu t g b d h r c e i i a n t e e tan f C r y e s mi t r i h i e e c s s e is n r f i l c li t , h r i n o y sc i s f i i v o i o K1 , whc w s o g o a g c l r g e f 7 ih a l n , r n e o o , rw s mme r al i t e c n an r T e i o fu t g o y o ti e a u d n y tcl i y n h o ti e . h t p f r i n b d c na n d b n a t i p rt e i. D y weg t o a h b t e c u d e a h g s .7 .S K1 w s h mo t s i b e tan o ri ca c l v t n e i ca h r ih f e c ot o l b s i h a 4 6 g o l 7 a t e s ut l sr i fr a t il u t ai a i f i o a d e eo me t T s q e c s we e 4 5 6 p n e gh n d v lp n .I S e u n e r 5 5— 6 b i ln t wi t e t h GC o tn o 5 . 1 一 7 0 % .T e e td t i s e e h c n e t f 6 1 % 5 .6 h tse sr n w r a smi r t o d c p l a i i e s o o l g r m e B n a a a e a d t e r r lt e r e y c o e i l o C r y e s mi trs n tr f h mo o y f G n a k d t b s n h i ea i s we e v r l s . a i m o v Ke r s y wo d :C r y e s mi t r ; ilg c l h r c e si s a t ca ut a in p yo e ei n lss o d c p l a i b oo i a a a t r t ; r f il l v t ; h lg n t a ay i i s c i c i i c i o c
HPLC法对冬虫夏草和蛹虫草中核苷酸类成分的分析
醇( 9 9 . 5: 0 . 5 ) ( p H 3 . 7 5 ) 体 系为流动相 , 在流速 0 . 8 mL / m i n , 柱温 2 6 。 C , 检 测 波长 2 6 0 n m, 进样 量 2 0 t x L的条件 下对上 述两 个样 品 中 5 一核苷酸的含量进行 了分析测 定。结论该 法快速 简便 , 重现性好 , 能有效 的测 定样 品中核苷 酸类成分 。
0 2 1 0 , 0 . 0 1 5 2 , 0 . 0 1 5 2。 0 . 0 1 6 0 , 0 . 0 2 6 0和 0 . 0 1 9 4 g・ L一1 。
g一1 、 5 一GMP 1 1 . 1 I x g ・g一1、 5 一I MP 1 6 4 0 . 4 g ‘g一1、5 一
药物与人
2 0 1 4年 2月第 2期 第 2 7卷总 第 3 1 4期 Me d i c i n e&p e o p l e F e b r u a r y 2 0 1 4 V o l u me 2 7 N O. 2
3
H P L C法 对 冬 虫 夏 草 和 蛹 虫 草 中 核 苷 酸 类 成 分 的 分 析
有些成分含量高于冬虫夏草 。
别在相 同色谱条件 和进 样量下 测定 峰 面积 , 将 每个对 照 品测定
及各次 的峰 面积积分结 果进行统 计 , 本文主要测定冬虫 夏草 、 蛹 虫草菌 丝体 中的 5 一核苷 酸。应用 的 5次 的峰面积 的平均值 , 反相高效液相色谱 系统测 定上 述 两种样 品 中 的核 苷 酸类 物质 。 R S D分 别 为 2 . 0 9 %, 2 . 2 3 %, 2 . 1 0 %, 2 . 5 2 %, 2 . 0 5 %和 2 . 1 1 %( n
蛹虫草退化菌种快速鉴定方法[发明专利]
专利名称:蛹虫草退化菌种快速鉴定方法专利类型:发明专利
发明人:韩日畴,林清泉,丘雪红
申请号:CN201010108757.4
申请日:20100204
公开号:CN101775433A
公开日:
20100714
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种蛹虫草退化菌种快速鉴定方法。
它包括以下步骤:a)将蛹虫草菌种接种至固体PDA培养基进行一级菌种活化培养,然后将获得的一级菌种转接至液体PDA培养基中进行二级液体培养,得到蛹虫草二级液体菌种,经过滤获得蛹虫草的孢子液;b)将a)步骤获得孢子液转接到色度培养基中,使每毫升色度培养基中含有孢子1×10~1×10个,然后在常规培养条件下振荡培养;
c)8-15天后,取出孢子培养液,观察孢子培养液的颜色,当孢子培养液的颜色为蓝色或者绿色时,判断该蛹虫草菌种为退化菌种。
该方法具有快速、简单、成本低的优点,能够准确的鉴别出退化菌株和正常菌株,从而可以在蛹虫草人工栽培前进行快速鉴定。
申请人:广东省昆虫研究所
地址:510260 广东省广州市新港西路105号
国籍:CN
代理机构:广州科粤专利代理有限责任公司
代理人:余炳和
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[医疗药品管控]蛹虫草中核苷化合物的化学研究及药理学研
(医疗药品管理)蛹虫草中核苷化合物的化学研究及药理学研虫草属真菌中核苷类化合物的化学研究及药理学研究简介杨淑芳1靳向东1王丽香2王晶3(1吉林省蚕业科学研究所2永吉县牧业管理局3永吉县科学技术馆)虫草属(Cordyceps)真菌为子囊菌纲麦角菌科的壹类药用真菌。
此属真菌种类有350余种。
于我国作为药用的有冬虫夏草(C.sinensis)、蛹虫草(itaris)、亚香棒虫草(C.hawksii)及蝉花菌(C.sobolifera)等。
此外,四川凉山虫草(C.liangshanensisZangLinetHu)、山西香棒虫草(C.barnesii)、古尼虫草(C.gunnii)等也有少量分布。
1虫草属真菌中核苷类化合物的化学研究简介1.1虫草属真菌中核苷类化学成分关于虫草属真菌中核苷类化学成分的研究报道较多,主要集中于冬虫夏草、蛹虫草及其发酵菌丝体。
其中核苷类化合物包括虫草素、腺苷、鸟苷、尿苷、腺嘌呤、尿嘌呤、次黄嘌呤、次黄嘌呤核苷等,它们的化学结构如下:图1虫草属真菌中核苷类化合物的结构Cunningham和Frederiksen等于50年代首次报道了从蛹虫草的培养液中分离出核苷类抗菌素——虫草素且发现其显著的抗癌活性,引起了人们对虫草属真菌中核苷类化合物的广泛重视,新的核苷类物质不断被发现。
徐文豪等利用强酸性离子交换树脂、大孔吸附树脂和硅胶柱层析从西藏产冬虫夏草的子座中分离得次黄嘌呤核苷、胸腺嘧啶、尿嘧啶和杂有鸟嘌呤的次黄嘌呤;从虫体中得到微量次黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和腺苷。
刘静明等利用Dowex-I〔氯型〕树脂柱从蛹虫草菌丝中分离得到腺嘌呤、腺苷及虫草素。
刘柯等利用硅胶柱色谱、制备液相、制备薄层等方法从人工培养的蛹虫草子实体的乙醇提取物中分离得到虫草素、腺苷、N"壹甲基腺苷、05壹乙酰基虫草素、N"-[β壹(乙酰胺甲酰)氧乙基〕腺苷等5个核苷类化合物。
1.2虫草属真菌中核苷类化合物的含量测定目前,对虫草属真菌中核苷类化合物的含量测定主要采用高效液相法(HPLC)法和薄层色谱法。
草菇核不对称分裂与菌种退化的相关性
草菇核不对称分裂与菌种退化的相关性胡锋黎;傅俊生;吴小婷;张云;严俊杰;谢宝贵【摘要】[目的]探讨草菇细胞核不对称分裂与菌种退化的相关性,揭示草菇菌种退化机理.[方法]根据草菇菌落形态观察并结合RAPD技术筛选出退化的草菇菌株,通过细胞核DAPI染色,观察其细胞核大小、数目,比较正常菌株与退化菌株细胞核的异同.[结果]草菇菌丝细胞为多核,在有丝分裂过程中存在核不对称分裂.退化菌株细胞中形成染色体的数量不同,同一个细胞中可观察到大小不一的细胞核;正常菌株PY 与3个退化菌株PYb5、PYb6、PYb7平均每个菌丝细胞的细胞核数目分别为12.78、10.06、8.88和7.26个,不对称分裂核分别占总核数的2.5%、10.5%、15.3%和23.7%.[结论]草菇细胞核不对称分裂可能是引起草菇菌种退化的一个重要因素.【期刊名称】《南方农业学报》【年(卷),期】2015(046)003【总页数】5页(P466-470)【关键词】草菇;细胞核不对称分裂;菌种退化;随机扩增多态性DNA标记【作者】胡锋黎;傅俊生;吴小婷;张云;严俊杰;谢宝贵【作者单位】福建农林大学园艺学院,福州350000;福建农林大学生命科学学院菌物研究中心,福州350000;福建农林大学生命科学学院菌物研究中心,福州350000;福建农林大学生命科学学院菌物研究中心,福州350000;福建农林大学生命科学学院菌物研究中心,福州350000;福建农林大学生命科学学院菌物研究中心,福州350000【正文语种】中文【中图分类】S646.1+30 引言【研究意义】草菇(Volvariella volvacea)是栽培起源于我国华南地区的一种味道鲜美的食用菌,富含8种人体必需氨基酸、维生素C及纤维素(韩继刚,2005),深受消费者喜爱。
草菇生长周期短,从播种到出菇仅需两周(林锋等,2014)。
草菇菌丝生长快,菌种老化、退化现象经常发生,菌种退化后其菌丝长势、产量等明显下降,严重制约了草菇产业的快速发展。
蛹虫草无性单孢菌株的分离及其配对选育
蛹虫草无性单孢菌株的分离及其配对选育作者:刘丽田云来源:《现代农业科技》2016年第23期摘要分别以菌株JW14-1和CW15为材料,分离出只具有交配型Ⅰ基因的无性单孢子和只具有交配型Ⅱ基因的无性单孢子,将这2种无性单胞菌株进行配对,通过测定虫草素含量对配对后的变异株进行选育,获得2株虫草素含量显著增加的优良变异菌株;进一步利用RT-PCR 技术检测虫草素合成相关基因的表达情况。
结果表明:虫草素含量高的菌株6号配对株中腺苷酸琥珀酸合成酶基因的表达水平最低,而5′-nucleotidase基因和嘌呤核苷磷酸化酶基因的表达水平则最高。
该研究为蛹虫草的定向选育提供了新的思路。
关键词蛹虫草;无性单孢子;虫草素;配对选育中图分类号 S567.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)23-0091-02Abstract Theasexual single spore strains with mating type Ⅰ gene or mating type Ⅱ gene were isolated from strain JW14-1 and CW15,respectively,and the two mutant strains with higher cordycepin content were selected through the matching selection with these two asexual single spore strains.Further researches indicated the No.6 strain with high content of cordycepin showed the low expression level of adenylosuccinate synthetase and high transcriptional level of 5′-nucleotidase and purine nucleoside phosphorylase.This study provided a novel idea for the directional breeding of Cordyceps militaris.Key words Cordyceps militaris;aesual single spore;cordycepin;matching selection蛹虫草(Cordyceps militaris),又称北虫草,属子囊菌亚门(Asicomyxotinae)麦角菌科(Clavicipitanceae)虫草属[1]。
蛹虫草研究和开发过程中的相关问题及展望
2018年第10期扫一扫看全文作者简介:朱雅红(1975-),女,汉,籍贯:安徽绩溪,学历:研究生,职称:农艺师,工作单位:绩溪县农业委员会,研究方向:蚕桑资源综合开发利用。
本文DOI :10.16675/14-1065/f.2018.10.043蛹虫草研究和开发过程中的相关问题及展望□朱雅红摘要:蛹虫草具有提高人体免疫功能,止咳平喘祛痰、抗菌抗炎、降血糖降血压等功效,对人体健康具有重要的作用。
本文主要分析了蛹虫草研究和开发过程中暴露的一些问题,并提出了相应的展望。
关键词:蛹虫草;研究;开发;问题;展望文章编号:1004-7026(2018)10-0059-02中国图书分类号:S567.35;R282.71文献标志码:A (绩溪县农业委员会安徽绩溪245300)随着国家对蛹虫草研究和开发力度的不断加大,使得蛹虫草成为了市场上炙手可热的新资源食品,受到了消费者的广泛欢迎。
然而,蛹虫草在研究和开发过程中还暴露了一些问题,给真菌资源研发工作带来了较大的影响,所以我们有必要找出并分析各类问题。
1蛹虫草研发现状1.1寄主范围蛹虫草的寄主范围较为广泛,生态环境下主要长在阔叶林以及混交林地表土层上的鳞翅目昆虫的幼虫或者蛹上,能够在鳞翅目12科的昆虫上发育成熟。
虽然蛹虫草可以寄生于幼虫、蛹、成虫上,但寄生于蛹上的次数较多。
目前,关于蛹虫草的寄主昆虫类型并没有特别明确的数字,大概在70种左右。
正是由于蛹虫草具有较多的寄主昆虫,所以其在各个区域中都有分布。
1.2遗传多样性虽然蛹虫草的分布范围较广,存在各类寄主昆虫,但相关调查资料显示,蛹虫草不具备较高的遗传分化程度。
比如中国、英国、韩国等国家的蛹虫草在nrDNAA ITS 序列间只有0.01不到的遗传距离。
虽然蛹虫草各地理种群间缺乏较高的遗传分化性,但其仍存在一定的遗传变异。
将同一菌株来源的不同单分生孢子菌株通过RAPD 图谱也能产生十分明显的差异。
所以蛹虫草可以实现高次数的遗传重组,符合异宗配合的生活史。
蛹虫草无性孢子的交配型基因类型的分子鉴定
蛹虫草无性孢子的交配型基因类型的分子鉴定谭琦;蔡涛;汪虹;魏静;冯爱萍;林楠;鲍大鹏【期刊名称】《上海农业学报》【年(卷),期】2011(027)003【摘要】Parental strains for C. militaris culture and their 100 asexual single-spore isolates'mat-ing-type genes were identified by PCR technology.The results indicated that the parental strains simultaneously contained MAT-HMG(MAT 1-2-1)and MAT-alpha(AMTl-l-l and AMTl-l-2)two mating-type genes; and among the 100 single-spore isolates,40 isolates contained only the mating-type gene MAT-alpha,25 isolates contained only the mating-type gene MAT-HMG,and the rest contained the same two mating-type genes as the parental strains.%采用PCR方法对供试的蛹虫草栽培用亲本菌株及其100株无性孢子单孢分离株的交配型基因类型进行了鉴定.结果显示:栽培用的亲本菌株同时含有MAT-HMG(MAT1-2-1)和MAT-alpha(MAT1-1-1和MAT1-1-2)两种类型交配型基因;100株单孢分离株中,40株只含有MAT-alpha类型交配型基因,25株只含有MAT-HMG类型交配型基因,其余35株含有两种与亲本相同交配型基因.【总页数】4页(P5-8)【作者】谭琦;蔡涛;汪虹;魏静;冯爱萍;林楠;鲍大鹏【作者单位】国家食用菌工程技术研究中心,农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室,上海市农业遗传育种重点开放实验室,上海市农业科学院食用菌研究所,上海201403;上海海洋大学食品学院,上海201306;国家食用菌工程技术研究中心,农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室,上海市农业遗传育种重点开放实验室,上海市农业科学院食用菌研究所,上海201403;上海海洋大学食品学院,上海201306;国家食用菌工程技术研究中心,农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室,上海市农业遗传育种重点开放实验室,上海市农业科学院食用菌研究所,上海201403;国家食用菌工程技术研究中心,农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室,上海市农业遗传育种重点开放实验室,上海市农业科学院食用菌研究所,上海201403;国家食用菌工程技术研究中心,农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室,上海市农业遗传育种重点开放实验室,上海市农业科学院食用菌研究所,上海201403;国家食用菌工程技术研究中心,农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室,上海市农业遗传育种重点开放实验室,上海市农业科学院食用菌研究所,上海201403;国家食用菌工程技术研究中心,农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室,上海市农业遗传育种重点开放实验室,上海市农业科学院食用菌研究所,上海201403【正文语种】中文【中图分类】S567.3【相关文献】1.蛹虫草菌株的交配型鉴定及其部分栽培特征研究 [J], 刘敏祥;何华奇;茅文俊;鲍大鹏2.交配型基因作为分子标记鉴定蛹虫草退化菌株的核相初步研究 [J], 汪虹;魏静;林楠;冯爱萍;陈明杰;鲍大鹏3.蛹虫草无性型的研究:I.分生孢子形态观察与发酵液的检测 [J], 李宗军;温琼英4.蛹虫草子囊孢子单孢分离与交配型基因鉴定 [J], 李小凤;胡渤洋;陈青君;徐诗毅;王秋颖;张国庆5.运用交配型基因分子标记辅助蛹虫草亲和配对 [J], 鲍大鹏;刘敏祥;汪滢;杨瑞恒;茅文俊;何华奇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
一种快速区分蛹虫草交配型的分子检测方法[发明专利]
专利名称:一种快速区分蛹虫草交配型的分子检测方法专利类型:发明专利
发明人:张国珍,袁雪芬
申请号:CN200910085789.4
申请日:20090601
公开号:CN101649350A
公开日:
20100217
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种快速区分蛹虫草MAT1-1和MAT1-2交配型的分子检测方法,包括两对检测交配型的特异性引物(Cm1-F/Cm1-R和Cm2-F/Cm2-R)和两套相应的PCR扩增体系和扩增程序。
引物对Cm1-F/Cm1-R用于蛹虫草MAT1-1交配型的检测,另一引物对Cm2-F/Cm2-R 用于MAT1-2交配型的检测,用这两对特异性引物及其相应的PCR扩增体系和PCR扩增程序可以实现对蛹虫草交配型的快速检测。
本发明的检测结果特异性强,稳定,可靠,快速,较生物学检测的时间大大缩短。
本发明不仅适用于食药用菌生产、菌种选育、植物保护等相关专业领域对蛹虫草交配型的检测和进行交配型基因及系统发育等方面的研究,对研究虫草属其他真菌的有性生殖以及指导生产实践都具有重要的意义。
申请人:中国农业大学
地址:100193 北京市海淀区圆明园西路2号
国籍:CN
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甲基化相关基因和交配型基因在蛹虫草退化过程中的作用
甲基化相关基因和交配型基因在蛹虫草退化过程中的作用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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培育蛹虫草抗退化菌种的方法[发明专利]
专利名称:培育蛹虫草抗退化菌种的方法
专利类型:发明专利
发明人:周翔,胡素花,杨毅,刘巧云,李璐,杨洪利,周文贵申请号:CN201210248399.6
申请日:20120717
公开号:CN102726216A
公开日:
20121017
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提供一种培育蛹虫草抗退化菌种的方法,所述方法包括制备有低温伴生菌生长的蛹虫草母种管,置于低温、高温、缺氧及杂菌生长的环境中培养菌种,经培养后的母种再提纯复壮,得到蛹虫草抗退化菌种,然后再进入原种和栽培种的应用阶段。
抗退化菌种用于栽培中,连续十次继代使用,生物转化率70%左右,得到的蛹虫草子实体,表现为色泽深金黄,保持原始特性,正常培养工艺范围内各项指标稳定,经检测其有效成份,虫草素含量不少于0.1%,腺苷含量不少于0.055%,多糖含量不少于2.5%,符合《中华人民共和国卫生部公告2009年第3号》关于批准蛹虫草为新资源食品的公告规定的指标。
申请人:杨毅
地址:030006 山西省太原市长治路196号
国籍:CN
代理机构:北京英特普罗知识产权代理有限公司
代理人:齐永红
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交配型基因作为分子标记鉴定蛹虫草退化菌株的核相初步研究蛹虫草(Cordyceps militaris)是一种具有开发前景的药用真菌,我国人工栽培蛹虫草技术已经成熟,并进入了产业化发展阶段。
然而,目前在人工栽培过程中,蛹虫草菌种退化普遍且严重,给规模化栽培带来了极大的风险,阻碍了蛹虫草栽培业的进一步发展\[1\]。
蛹虫草是一种异宗配合的子囊菌,异核体所产生的有性后代中具有两种可亲和的交配型\[2, 3\]。
真菌分子遗传学研究证明,蛹虫草的交配型因子具有典型的子囊菌交配型位点的idiomorph(同位异源)结构,即具有一个交配型位点,位点上存在着两类不同源的交配型基因,一类交配型基因是MAT alpha,该类交配型基因的序列有两种,被分别命名为MAT1 1 1和MAT1 1 2;另一类交配型是MAT HMG,该类交配型基因只有一种序列,被命名为MAT1 2 1\[4\]。
同核体仅仅含有其中的一类交配型基因,不能单独完成有性生活史,只有当可亲和的初生同核菌丝体之间发生质配后形成含有两类交配型基因的异核体,才能完成有性生活史,具备形成子实体的能力[5]。
但该异核体是否会转变成次生的同核菌丝体从而导致产子实体能力的退化,是一个值得研究的内容。
本文以蛹虫草的交配型基因为分子标记,鉴定供试菌株的核相,以期找到蛹虫草菌种发生退化的遗传学原因。
1 材料与方法1.1供试材料从栽培基地收集两批蛹虫草样品。
第一批样品共12个,分别为同一菌株经不同批次传代接种后的样品(栽培条件相同),其中2个能形成正常的子实体(1号和2号),10个不能形成子实体(3号~12号),表型差异见图1。
A.不出草样品,B.出草样品A. Non fruiting sample,B. Fruiting sampleFig.1 Phenotype of C. militaris samples fromthe first batch第二批样品共2个,在相同的栽培条件下,分别为形成茂密子实体(13号)和不形成子实体(14号)(图2)。
A.茂密子实体,B.不形成子实体A: Luxuriant fruiting, B: Non fruitingFig.2 Phenotype of C. militaris samples from the second batch1.2基因组DNA的提取采用改进的CTAB法\[6\]提取所收集的蛹虫草栽培样品的基因组DNA,具体操作参见文献\[7\]。
1.3特异性引物的设计从GenBank数据库中获得蛹虫草菌株IFO 9787的交配型基因MAT1 2 1(登录号为AB084257)和菌株BCMU CM03的交配型基因MAT1 1 2和MAT1 1 1(登录号AB194982)的序列,并根据这些序列设计特异性引物,详见表1。
1.4扩增交配型基因的片段分别以收集的两批共14个蛹虫草栽培样品的总DNA为模板,以表1中所列的引物特异性扩增不同类型的交配型基因。
100 μL PCR反应体系:100 ng DNA, 1×PCR反应缓冲液,2 mmol/L Mg2+, 0.2 mmol/L dNTPs, 0.25 μmol/L 上下游引物, 和3 U Takara Ex Taq酶(宝生物工程有限公司,大连)。
反应条件:94 ℃预变性2 min;94 ℃变性30 s,50~55 ℃(温度根据引物的Tm确定)退火60 s,72 ℃延伸40~60 s (时间根据扩增片段的长度确定),共32个循环;最后于72 ℃补平5 min。
PCR反应在Takara 450 扩增仪上进行。
扩增产物分别用1%琼脂糖凝胶进行电泳检测。
2 结果和分析运用PCR方法分别对两批蛹虫草样品的交配型基因类型进行鉴定,结果如图3、图4所示。
根据扩增结果可知,图3中的1、2号样品和图4中的13号样品均可以扩增出对应于MAT1 2 1、MAT1 1 1和MAT1 1 2基因的3条条带,既具有MAT HMG和MAT alpha两类交配型基因,表明这3个样品均为异核体。
图3中的3~12号样品仅仅扩增出对应于MAT1 1 1和MAT1 1 2基因的2条条带,仅具有MAT alpha交配型基因;图4中的14号样品,仅扩增出对应于MAT1 2 1基因的1条条带,即仅具有MAT HMG交配型基因,表明这11个样品均为同核体。
泳道M:Marker,泳道1~12:1~12号样品的扩增产物;A图、B图和C图分别为引物MAT111F/R、AT112F/R和MAT121F/R的扩增产物Lane M: Markers, lanes 1~12:amplification products from samples 1~12; A, B and C were amplified by primer pairs MAT111F/R,MAT112F/R and MAT121F/R, respectively图3 第一批蛹虫草栽培样品交配型基因的PCR检测结果Fig.3 Mating type gene amplification products from the first batch of C. militaris samples泳道M:Marker,泳道13和14分别为13和14号样品的扩增产物;A图、B 图和C图分别为引物MAT111F/R、AT112F/R和MAT121F/R的扩增结果Lane M: Markers, lanes 13 and 14: amplification products from samples 13 and 14, respectively; A, B and C were amplified by primer pairs MAT111F/R, MAT112F/R and MAT112F/R, respectively图4 第二批蛹虫草栽培样品交配型基因的PCR检测结果Fig.4 Mating type gene amplification products from the second batch of C. militaris samples3 讨论蛹虫草人工栽培主要集中于我国,对蛹虫草菌种退化问题的研究目前还只能引起中国科研人员的兴趣,而且目前对此问题的研究报道并不多见\[8\]。
影响蛹虫草形成子实体的主要因素可以分为两个方面,一方面是培养条件与环境因素,另一方面是菌株的遗传背景因素。
在实际生产中,优良的蛹虫草菌株,随着菌种传代、转接次数的增加或保藏时间的延长,即使栽培条件没有变化,菌种也会表现出不分化子实体原基和畸形子实体增加等退化现象\[9\]。
因此,蛹虫草菌种的遗传背景因素是子实体能否正常发育的决定因素,遗传背景因素的变化应该是导致菌种退化的根本原因。
本文通过PCR方法对14株蛹虫草栽培样品的交配型基因的类型进行鉴定,并根据结果判定了菌株的核相。
试验结果表明,能够形成子实体的样品均同时具有MAT alpha和MAT HMG两种类型的交配型基因;不能形成子实体的样品仅具有MAT alpha或MAT HMG交配型基因其中的一类。
即正常优良的蛹虫草菌种是以异核体形式存在的,而退化的蛹虫草菌种是以同核体形式存在的,所以蛹虫草菌种退化的遗传背景原因是核相发生了改变,即异核体变成了同核体。
本试验结果表明,运用交配型基因作为分子标记来鉴定蛹虫草核相的技术手段是可行的。
在本文研究结果的基础上,有望建立早期鉴别退化菌种的分子生物学技术,从而避免蛹虫草栽培中因使用退化菌种而发生较大的损失,进而促进蛹虫草规模化栽培的进一步发展。
本研究中,第一批10个退化菌株缺失的是MAT HMG交配型基因,第二批的1个退化菌株缺失的是MAT alpha交配型基因。
由此可见,交配型基因的缺失可能是随机的。
这种交配型基因缺失的原因和过程,有待于在今后的研究中探寻和证实。
宋金俤,刘超,华秀红,等. 蛹虫草产业化栽培瓶颈及其对策[J]. 中国食用菌, 2009, 28(1):62 64.[2]SHRESTHA B, KIM HK, SUNG GH, et al. Bipolar heterothallism,a principal mating system of Cordyceps militaris in vitro[J].Biotechnol Bioproc Engin, 2004,9(6):440 446.[3]高新华.蛹虫草(Cordyceps militaris)的交配型研究[J].食用菌学报,2008,15(1):1 5.[4]YOKOYAMA E, YAMAGISHI K, HARA A. Structures of the mating type loci of Cordyceps takaomontana[J]. Appl Environ Microbiol, 2003,69(8):5019 5022.[5]高新华,吴畏,钱国琛,等.北冬虫夏草(Cordyceps militaris)单孢菌株配对后对子实体形成的影响与无性型产孢结构关系[J].上海农业学报,2000,16(增刊):85 92.[6]张红,秦莲花,谭琦,等. 用改进的CTAB 法提取香菇基因组DNA [J]. 上海大学学报(自然科学版),2006,12(5):547 550.[7]鲍大鹏,陈明杰,张美彦. 香菇编码线粒体中间肽酶的基因片段的克隆及序列测定[J]. 食用菌学报, 2007, 14(4): 1 4.[8]李美娜,吴谢军,李春燕,等. 人工栽培蛹虫草退化现象的分子分析[J].菌物系统,2003,22(2):277 282.[9]王升厚,王尊生,宋玉宏.蛹虫草人工栽培技术的改进[J].沈阳农业大学学报,1998,29(2):144 147.于荣利Distribution of Mating type Genes in Fruiting andNon fruiting Forms of Cordyceps militarisWANG Hong, WEI Jing, LIN Nan, FENG Aiping, CHEN Mingjie, BAO Dapeng *National Research Center for Edible Fungi Biotechnology and Engineering; Key Laboratory of AppliedMycological Resources and Utilization, Ministry of Agriculture, People’s Republic of China; ShanghaiKey Laboratory of Agricultural Genetics and Breeding; Institute of Edible Fungi, Shanghai Academy ofAgricultural Sciences, Shanghai 201106, ChinaFourteen Cordyceps militaris specimens (three fruiting and eleven non fruiting) were collected from a cultivation facility in Shanghai in two separate batches (1st batch, two fruiting and ten non fruiting; 2nd batch, one fruiting and one non fruiting). Three specific primer pairs, designed according to the reference mating type genes of C. militaris deposited in the NCBI database, were used to amplified mating type genes in the cultivated specimens. Two forms of mating type genes were amplified from the three fruiting specimens but only one form of mating type gene was amplified from each of the non fruiting specimens. Among the latter, two MAT alpha genes (located at the same locus) were detected in the first batch of ten non fruiting specimens, and the MAT HMG gene was detected from the non fruiting specimen from the second batch. Our data indicated that both MAT alpha and MAT HMG genes are required for fruiting in this fungus.Cordyceps militaris; mating type gene; nuclear phase; degradation。