淀粉酶基因在草菇同、异核体中的差异表达分析

摘要

本研究在本实验室完成草菇基因组和转录组序列测定以及相应基因注释信息的基础上对草菇淀粉酶基因及其差异表达规律进行分析。先采用生物信息学的方法去冗余获取编码草菇淀粉酶的基因序列，并采用 ZOOM软件对已获草菇淀粉酶编码基因进行结构和可变剪切分析。之后，采用荧光定量 PCR技术对已获草菇淀粉酶编码基因在其同核与异核菌丝中的差异表达规律进行分析。所取得的主要实验结果如下：
　　（1）通过生物信息学方法去冗余共计获得草菇淀粉酶编码基因8个，其中编码α-淀粉酶的基因5个，分别为α-Amy-1、α-Amy-2、α-Amy-3、α-Amy-4和α-Amy-5，编码γ-淀粉酶的基因3个，分别为γ-Amy-1、γ-Amy-2和γ-Amy-3，与其它担子菌相同，在草菇中未发现编码β-淀粉酶的基因。
　　（2）编码α-淀粉酶的5个基因可分为两类，其中α-Amy-3和α-Amy-4属于α-淀粉酶Ⅰ类型，无论是从预测蛋白的基本理化性质还是蛋白的二级结构，功能域以及三维的空间结构这两个蛋白的相似度均较高，而α-Amy-1、α-Amy-2、α-Amy-5属于α-淀粉酶Ⅱ类型，这一结果与构建进化树得到的分类结果相一致。
　　（3）8个基因编码的蛋白均具有淀粉酶的保守结构域，基本理化性质也较为相似。除γ-Amy-3和α-Amy-2外，其余6个蛋白均为稳定的酸性亲水蛋白。编码淀粉酶的不同蛋白又具有各自的特点：6个基因α-Amy-2、α-Amy-3、α-Amy-4、α-Amy-5、γ-Amy-1和γ-Amy-3编码的蛋白均存在信号肽和跨膜结构，其亚细胞定位均在细胞外，推断此6个蛋白均为分泌在细胞外的淀粉酶。淀粉酶蛋白的磷酸化方式以Ser位点为主Thr位点和Tyr位点为辅，都含有蛋白激酶C磷酸化位点。
　　（4）采用荧光定量PCR技术对在液体PDA培养基中培养11天的草菇同核体菌株PYd15和PYd21以及异核体H1521菌丝中8个淀粉酶基因的表达差异情况检测结果显示：无论是α-淀粉酶还是γ-淀粉酶编码基因在异核体菌丝中的表达量都明显高于同核体，且存在极显著差异。其中α-淀粉酶基因α-Amy-2和γ-淀粉酶基因γ-Amy-1在异核体中的表达量是其在同核体菌丝中表达量的140多倍；在两株同核体菌丝中表达量存在明显差异的基因有4个，α-Amy-4、α-Amy-5和γ-Amy-3在PYd15菌株中的表达量是其在PYd21菌株表达量的0.16-0.22倍，γ-Amy-1基因在PYd15菌株中的表达量约是其在PYd21菌株表达量的14倍。这一结果也与异核菌株 H1521菌丝生长速度明显优于两株同核菌株的生物学特征相一致。据此，我们推测两株同核菌株配对后通过基因互补增强了相应淀粉酶编码基因的表达活性，从而进一步提高了其对营养基质的分解能力。

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第一章 综 述

1.1草菇概述

1.2 淀粉酶概述

1.3 荧光定量PCR概述

1.4 生物信息学的应用

1.5 本课题研究的目的与意义

第二章 草菇淀粉酶基因结构分析

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.3 实验结果

2.4 小结与讨论

第三章 淀粉酶生物信息学分析

3.1 实验材料

3.2 实验方法

3.3 实验结果

3.4 小结与讨论

第四章 荧光定量PCR分析淀粉酶基因的差异表达

4.1 实验材料

4.2 实验方法

4.3实验结果与分析

4.4 小结与讨论

参考文献

附录

致谢