两个Sirtuins家族蛋白对红色红曲菌M7发育和次级代谢产物产生的调控作用研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:daiap
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
S irtuins家族是保守的从古细菌到哺乳动物都存在的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)依赖型的组蛋白去乙酰化酶,也被称为“长寿蛋白”,对丝状真菌的生长发育和次级代谢等生命活动具有重要的调控作用。前期研究发现该家族蛋白MrSir2对我国传统药食同源微生物——红曲菌的生长、次级代谢具有调控作用。红曲菌基因组中有8个预测的Sirtuins家族蛋白,这些蛋白在红曲菌中分别具有什么样的功能,是否存在相互作用,并不清楚。本研究以两个具有典型SIR2结构域的Sirtuins家族蛋白MrSir2A和MrSir2B为研究对象,首先进行大肠杆菌异源表达,体外验证其酶活性。然后在前期得到Δmrsir2A菌株的基础上,构建Δmrsir2B和Δmrsir2AΔmrsir2B菌株,比较Δmrsir2A、Δmrsir2B和Δmrsir2AΔmrsir2B菌株在生长、形态及色素与桔霉素生产方面的异同点,研究其对红曲菌发育和次级代谢产物产生的调控作用以及可能存在的相互作用。主要结果如下;1.MrSir2A和MrSir2B蛋白的原核表达及酶活性分析利用RACE技术获得mrsir2B基因的cDNA全长序列并进行分析,PCR扩增mrsir2A和mrsir2B基因的CDS序列,将其与pET系列载体连接,转入大肠杆菌BL21(DE3)中。添加终浓度为0.25 mM的IPTG在16℃诱导培养16h时,Mrsir2A的可溶性蛋白浓度最高,Western blot证明表达蛋白正确,酶活性为78.5(OD/min/mg);mrsir2B基因与pET-30a载体连接,在16℃诱导16 h得到微量可溶性蛋白。2.Δmrsir2B和Δmrsir2AΔmrsir2B菌株构建及目标菌株筛选利用Double-joint PCR的方法构建mrsir2B基因的敲除盒,以pCAMBIA3300质粒为载体构建mrsir2B基因的敲除载体,通过根癌农杆菌介导转化法(Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation,ATMT)将其分别导入到红曲菌M7和Δmrsir2A菌株中。经PCR和Southern blot杂交验证,成功构建Δmrsir2B和Δmrsir2AΔmrsir2B突变株,作为后续实验的研究材料。3.MrSir2A和MrSir2B蛋白对红色红曲菌生长和次级代谢产物产生的影响(1)四株菌株菌体生长特征比较分析将红曲菌 M7、Δmrsir2A、Δmrsir2B和和Δmrsir2AΔmrsir2B接种至 PDA,CYA,G25N和MA培养基上,28℃培养10 d,观察菌落生长和形态变化。在PDA培养基上,Δmrsir2AΔmrsir2B菌落直径偏大;在CYA培养基上,Δmrsir2B菌落表面长出白色菌丝,表明其生长更快;在G25N培养基上,M7的菌落中心发红,3株突变株菌落中心偏白;在MA培养基上,Δmrsir2A和Δmrsir2B的菌落周围偏白,Δmrsir2A Δmrsir2B的菌落直径变大。3株突变株的生物量与M7相比没有明显差异。(2)四种菌株显微形态特征比较分析将红曲菌 M7、Δmrsir2A、Δmrsir2B和Δmrsir2AΔmrsir2B接种至 PDA,CYA,G25N和MA培养基上,28℃培养10 d,观察闭囊壳和分生孢子变化。在PDA培养基上,Δmrsir2A的闭囊壳变小,Δmrsir2B和Δmrsir2AΔmrsir2B的闭囊壳变得透明,边缘更加规整,孢子更易成串;在CYA和G25N培养基上,3种突变株的分生孢子数量增多;在MA培养基上,3株突变株的闭囊壳都更加规整,且Δmrsir2B和Δmrsir2AΔmrsir2B的孢子更易成串,与在PDA培养基上的结果一致。(3)四株菌株在液态发酵条件下桔霉素和色素产率的比较分析将红曲菌M7、Δmrsir2A、Δmrsir2B和Δmrsir2AΔmrsir2B接种至PDB培养基在28℃进行发酵培养,对发酵过程中主要代谢产物色素和桔霉素的产量进行分析。与M7相比,Δmrsir2A和Δmrsir2A Δmrsir2B的桔霉素产量显著降低,特别是在第11d,Δmrsir2A的桔霉素含量下降了约70%,Δmrsir2A Δmrsir2B的桔霉素含量下降了约58%,Δmrsir2B的桔霉素产量微低于M7。在生长前期,3株突变株的色素产量低于M7,第11 d高于M7。综上,mrsir2A和Δmrsir2B基因对红曲菌M7分生孢子和闭囊壳的发育有调控作用,影响桔霉素和色素的合成,MrSir2A和MrSir2B蛋白在桔霉素产生的调控方面可能存在互补性,在不同生长时期对红曲色素的合成影响不同。
其他文献
柑橘是世界及我国南方第一大水果产业,我国柑橘90%以上用于鲜食消费,采后商品化处理和贮藏运输是产业减损增效,保障市场安全供给的重要环节。柑橘在采后商品化处理过程中通常需要经过打蜡、包装或贮藏等工序,但这些处理创造的微环境很容易限制果实与外界的气体交换,随着时间的延长果实无氧呼吸加重,从而产生异味,导致品质劣变。线粒体与果实的呼吸作用密切相关,但有关线粒体如何响应厌氧胁迫的报道相对较少。本课题组前期
学位
万寿菊(Tagetes erecta)是菊科(Asteraceae)万寿菊属(Tagetes)一年生草本植物,具有重要的观赏、药用和工业价值。杂交育种是万寿菊最主要的育种方法,费时费力。定向快速的基因工程育种成为万寿菊育种的发展趋势。本研究优化了万寿菊的再生体系,并以GUS报告基因,初步建立了万寿菊农杆菌介导的遗传转化体系;同时利用4个万寿菊自交系构建了两个杂交组合(MB×GFR和9906×F8)
学位
郁金香(Tulipa gesneriana L.)为百合科郁金香属多年生鳞茎类草本植物。郁金香栽培历史悠久,在世界范围内广泛栽植,具有重大的观赏价值和经济价值。由尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporumf.sp.tulipae)引起的郁金香基腐病是严重危害郁金香种球和切花生产的重要真菌病害,该病害会导致郁金香种球腐烂,种植后不出芽或生长过程中茎叶枯萎甚至死亡,严重损害其观赏价值和经济效益。
学位
西瓜在我国园艺生产中具有十分高的经济价值与食用价值,嫁接已经成为西瓜重要的育苗栽培方式。砧木子叶对嫁接愈合影响很大,去砧木子叶会使愈合延迟甚至最终导致嫁接苗死亡。本研究以一套异源嫁接组合为研究对象,即西瓜(97103)嫁接于野生西瓜(勇士),该组合在去除砧木子叶后导致愈合延迟但仍然能使嫁接苗成活,并结合西瓜自嫁组合,在转录组,家族基因与代谢组的生物信息学分析上展开研究,结果如下:1.在西瓜/野生西
学位
团头鲂是我国特有的草食性养殖经济鱼类,也是我国最早开展人工驯养的经济鱼类,目前已有2个团头鲂新品种在全国推广应用,年总产量近80万吨。由于团头鲂生长快,肉质细嫩,受到了广大消费者的喜爱。然而,在人工养殖条件下团头鲂1~2年就可以达到性成熟,雌性因为怀卵导致个体生长速度下降,抗应激能力下降,活鱼运输容易死亡,因此,团头鲂的全雄育种迫在眉睫。本研究以团头鲂作为研究对象,通过RAD-seq测序技术建立基
学位
采用发酵能力强的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,SC)与产芳香物质丰富的非酿酒酵母进行混合发酵可以改善葡萄酒的风味与品质。葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum,HU)是葡萄汁中主要的非酿酒酵母之一,能产生丰富的芳香化合物、高产甘油且低产挥发酸,有助于提高葡萄酒风味与品质。然而,HU与SC混合发酵时通常会受到抑制,这会阻碍HU对葡萄酒风味与品质的改
学位
杨树(Populus)是我国生态防护林与短周期用材林的主要树种之一。但杨树湿心材普遍发生且病害情况严重,给杨树产业发展和加工利用带来了许多困难,造成了巨大的经济损失。弄清杨树湿心材的致病机理,是生产上采取措施控制杨树湿心材的重要依据。为此,本研究以2种杨树湿心材致病菌:柳欧文氏菌(Brenneria salicis)(12-1)、胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜软腐亚种(Pectobacterium ca
学位
亚精胺具有延缓衰老、预防癌症、保护心血管、提高记忆力等多种生物活性,在预防和改善年龄相关性疾病等方面具有良好的应用潜力。目前微生物发酵亚精胺的产量普遍较低,究其根本原因,亚精胺的代谢调控机制尚未明晰,是制约其产量提高的关键科学问题。解析亚精胺合成代谢基因对亚精胺的影响规律,挖掘对其产量影响较大的关键增强效应基因,对阐释亚精胺代谢调控机制,选育亚精胺高产菌株具有重要的意义。因此,本研究以解淀粉芽胞杆
学位
鱼糜凝胶因其低热量、低脂肪、低胆固醇和高蛋白的特点深受国内外消费者青睐。我国淡水鱼资源丰富,2018年我国淡水鱼养殖量达到2544.28万吨,占水产品总量的39.32%,其中鲢鱼的产量为385.89万吨,是淡水鱼糜制品的主要原料。鲢鱼糜制品在食用前大多需要经复热处理,课题组及前人研究发现,复热在促进产品应有风味产生的同时,也可能产生一种被描述为“酸败、陈腐或纸板气味”的不愉悦气味,即过熟味(war
学位
人参(Panax ginseng C.A.Mey.)是一种驰名中外的中药材,在我国应用与研究的历史悠久。人参独特的医疗保健功效得益于其中含有的多种有效成分,诸如皂苷、多糖、生物碱等,而对这些成分的提取方法也一直是研究中的重点。本文以人参总皂苷和多糖为提取指标,研究二者同时提取工艺,对提取的皂苷进行了初步鉴定,对提取物中粗皂苷和粗多糖的抗氧化活性及其相互作用进行了分析,为人参有效成分工业化提取提供理
学位