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草菇[Volvariella volvacea (Bull.:Fr.) Sing.]常用英文名paddy strawmushroom,是产量居于世界第五的食用菌种类。目前我国是草菇的主要生产和出口国,产量约占到世界总量的60%。本文首次将iTRAQ标记结合二维液相色谱串联质谱技术应用于草菇不同生长发育时期蛋白质表达谱的构建,并对鉴定蛋白数据进行了相应的生物信息学分析,主要实验结果如下:(1)通过将经菌落形态和SV标记检验的两个不可孕同核菌株PYD15和PYD21及其杂交获得的可孕异核菌株PYD1521静置培养获得了三类草菇菌丝样品;采用子实体形态和子实体内部显微观察相结合的方法获得了子实体原基期、纽扣期、蛋形期、伸长期和成熟期等五个时期的子实体样品。(2)iTRAQ标记2D LC MS/MS实验共计获得不同肽段(unique peptide)2335个,鉴定到1039个蛋白质(protein group)。在1030个具有相对定量信息的鉴定蛋白质中有667个蛋白质具有2段及以上不同肽段(unique peptide)覆盖。以可孕菌株PYD1521为内参对鉴定到的1030个蛋白质数据进行整理,以差异表达上下调两倍为标准,共计筛选获得草菇不同生长发育阶段的差异蛋白质总数为385个,其中上调蛋白质为153个,下调蛋白质为232个。(3)采用生物信息学中的主成分分析(principal component analysis,PCA)、分层聚类(hierarchy clustering,HC)分析、全局相关性计算、相关系数热图和K-均值(K-means)计算的分析结果表明鉴定蛋白数据能够涵盖样本生长发育的基本生物学特征。这一结果表明采用iTRAQ标记结合二维液相色谱串联质谱技术可实现对草菇不同生长发育时期蛋白质组的有效分离和鉴定。(4)对差异蛋白质的GO注释、KEGG代谢通路分析和差异蛋白质互作网络分析结果显示,草菇不同生长发育时期的163个差异蛋白质可以定位到四种伞菌目真菌(灰盖鬼伞、双色蜡蘑、可可丛枝病菌和裂褶菌)共计80个不同生物代谢途径中,全景式展示了草菇菌丝生长和子实体发育的代谢网络和位于调控节点的鉴定的差异表达蛋白质。其中28个分别定位于肌醇磷脂酰聚糖(GPI)锚生物合成途径、N-糖链生物合成途径、次生代谢物生物合成途径、帖类和聚酮化合物代谢、细胞周期-酵母、细胞减数分裂-酵母、泛素介导的蛋白裂解、蛋白酶体、色氨酸代谢和鞘脂代谢等代谢途径的差异表达鉴定蛋白质可能在草菇菌丝生长和子实体形成、发育和成熟的生理调控中起到重要作用。这一研究结果也为深入研究草菇乃至其它大型担子菌菌丝生物学特性和子实体形态建成的分子机制奠定了重要基础。