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温度影响黄曲霉菌产毒分子机制的初步探究

2020-12-08阅读(535)

温度影响黄曲霉菌产毒分子机制的初步探究

论文摘要

黄曲霉菌是产黄曲霉毒素的主要真菌,食用受黄曲霉毒素污染的食物或产品,可对肝脏、肾脏、神经系统产生危害,并可导致免疫抑制和致癌作用,甚至死亡。温度是影响黄曲霉毒素合成的关键因素。虽然几种真菌产毒相关调节途径已有报道,但是在不同温度下,黄曲霉毒素合成和菌丝生长的调节仍不明晰,因此揭示温度影响黄曲霉毒素合成的分子机制对有效防控黄曲霉有重要意义。本研究通过RNA-Seq,分析了不同温度下黄曲霉的差异表达基因及调节途径。结果表明,与对照（28℃）相比,在低温（20℃）和高温（37℃）黄曲霉菌丝体中,一共鉴定出1870个和728个差异表达基因（DEGs）。37℃样品中的大部分DEGs属于上调基因,20℃样品中的大部分DEGs属于下调基因;且DEGs富集途径中的大部分,在高温与低温之间也有很大区别,只有一小部分途径在不同温度下共享。小GTP酶介导的信号转导和钙:质子逆向转运蛋白活性途径受低温影响,而高温样品中则没有信号相关途径。对苯二酚:氧氧化还原酶活性仅在受高温影响的DEGs中富集。在不同温度下,真菌生长速率和黄曲霉毒素生产能力也不同。事实表明,黄曲霉毒素在不同温度下的生物合成和真菌生长应受不同途径的调节。GPCR在真菌的生长发育过程中起重要调节作用,鉴于温度影响下gprC、gprD和gprG的差异表达,本实验构建了 ΔgprC,ΔgprD,ΔgprG三个缺失突变株,并检测其在不同温度下的产毒情况。结果表明,ΔgprC和ΔgprG与野生型相比,产毒量差异不显著,而ΔgprD突变株在20℃时,与野生型相比,毒素产量提高了约三倍。以上结果将为深入研究温度影响下黄曲霉菌生长和产毒的调节提供了有力的证据。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  •   1.1 影响黄曲霉毒素产量的因素
  •     1.1.1 温度影响黄曲霉毒素的产量
  •     1.1.2 水活度影响黄曲霉毒素的产量
  •     1.1.3 影响黄曲霉毒素产量的其他因素
  •   1.2 黄曲霉毒素合成调节的分子机制
  •     1.2.1 aflR和aflS调节毒素的生物合成
  •     1.2.2 环境因素是毒素合成的上游调控因子
  •     1.2.3 G蛋白信号传导调控毒素合成
  •     1.2.4 Velvet复合物参与全局调控
  • 2 引言
  •   2.1 本研究的意义及主要内容
  •   2.2 本研究的技术路线
  • 3 材料与方法
  •   3.1 供试菌株与质粒
  •   3.2 供试培养基
  •   3.3 试剂的配制
  •   3.4 主要试剂
  •   3.5 主要仪器设备
  •   3.6 供试菌株培养条件
  •     3.6.1 黄曲霉菌株培养条件
  •     3.6.2 大肠杆菌培养条件
  •     3.6.3 农杆菌菌株培养条件
  •     3.6.4 酵母菌株培养条件
  •   3.7 黄曲霉毒素的提取及测定
  •     3.7.1 黄曲霉毒素的提取
  •     3.7.2 HPLC测定黄曲霉毒素
  •   3.8 黄曲霉菌的核酸提取及反转录
  •     3.8.1 黄曲霉菌基因组的提取
  •     3.8.2 黄曲霉菌总RNA的提取
  •     3.8.3 黄曲霉菌RNA的反转录
  •   3.9 RNA sequencing
  •   3.10 生物信息学分析
  •   3.11 差异基因表达水平验证
  •   3.12 基因敲除载体的构建及突变体检测
  •     3.12.1 gprC,gprD,gprG基因敲除载体片段的获得
  •     3.12.2 醋酸锂法制备酿酒酵母感受态细胞
  •     3.12.3 酵母转化
  •     3.12.4 酵母质粒的提取
  •     3.12.5 基因敲除载体的获得
  •     3.12.6 突变体筛选及检测
  •   3.13 缺失突变株产毒分析
  • 4 结果与分析
  •   4.1 温湿度对黄曲霉产毒的影响
  •   4.2 不同温度对基因表达的影响
  •   4.3 DEGs的GO term富集分析
  •   4.4 DEGs的KEGG通路富集
  •   4.5 黄曲霉毒素生物合成过程基因分析
  •   4.6 G蛋白偶联受体和钙离子信号传导途径
  •   4.7 对苯二酚:氧氧化还原酶活性
  •   4.8 荧光定量PCR验证和分析几种G蛋白偶联受体基因
  •   4.9 部分G蛋白偶联受体基因的敲除
  • 5 讨论
  •   5.1 温度差异影响毒素合成和菌丝生长
  •   5.2 温度对黄曲霉次生代谢的影响
  •   5.3 GPCR调节产毒相关信号转导途径
  •   5.4 真菌生长和产毒差异调节
  • 2+介导的信号转导相关'>  5.5 GPCR与Ca2+介导的信号转导相关
  • 6 结论
  • 参考文献
  • 附录A
  • 附录B
  • 作者简介

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 赵凯

    导师: 陶芳

    关键词: 黄曲霉,温度,调节途径,信号转导

    来源: 安徽农业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 安徽农业大学

    分类号: Q933

    DOI: 10.26919/d.cnki.gannu.2019.000028

    总页数: 52

    文件大小: 3156K

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