黃曲霉(Aspergillus flavus)是一種十分常見(jiàn)的腐生土壤真菌,是導(dǎo)致油料作物和糧食霉變的重要元兇之一,對(duì)國(guó)家農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和世界糧食貯存造成了巨大的損失。黃曲霉也是強(qiáng)毒性致癌物質(zhì)黃曲霉毒素的主要產(chǎn)生真菌,黃曲霉毒素能引發(fā)人類(lèi)和動(dòng)物中毒甚至肝癌等病癥,對(duì)人類(lèi)的健康帶來(lái)了極大的威脅。已知發(fā)現(xiàn)全局性調(diào)控因子和分生孢子色素對(duì)真菌的生長(zhǎng)發(fā)育與次級(jí)代謝都有著重要的作用。本研究旨在探索黃曲霉全局調(diào)控因子和分生孢子色素合成基因?qū)S曲霉生長(zhǎng)發(fā)育及次級(jí)代謝的影響。本研究中對(duì)黃曲霉中的laeB基因進(jìn)行了敲除,并通過(guò)laeB基因缺失菌株(ΔlaeB)與野生型菌株對(duì)比發(fā)現(xiàn):laeB缺失菌株表現(xiàn)出生長(zhǎng)速率減緩、分生孢子產(chǎn)量增加、菌核的產(chǎn)生受到抑制等多種表型缺陷;而且多種次級(jí)代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生受到調(diào)控,特別是黃曲霉毒素B_1的產(chǎn)量顯著減少,對(duì)玉米和花生致病能力明顯下降。通過(guò)基因組數(shù)據(jù)挖掘和序列比對(duì)鑒定了黃曲霉分生孢子色素的合成基因及其基因簇,確認(rèn)分生孢子色素合成骨架基因pks1缺失菌株(Δpks1)因無(wú)法合成分生孢子色素而呈現(xiàn)白色,導(dǎo)致孢子對(duì)紫外線照射的抵御能力明顯減弱,降低了黃曲霉對(duì)玉米和花生種子的侵染能力。而黃曲霉的生長(zhǎng)速度、孢子產(chǎn)量、菌核形成和黃曲霉素B_1產(chǎn)生則沒(méi)有顯著性變化,也不影響細(xì)胞壁完整性、水活度變化和響應(yīng)氧化脅迫。綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)了新型全局性調(diào)控因子LaeB對(duì)于黃曲霉的生長(zhǎng)發(fā)育、次級(jí)代謝和致病性等方面具有調(diào)控作用,分生孢子色素基因pks1則影響黃曲霉分生孢子對(duì)紫外線照射等不利環(huán)境因子的抵抗能力和對(duì)糧食種子的侵染能力。本研究的結(jié)果對(duì)于進(jìn)一步研究黃曲霉的生長(zhǎng)發(fā)育、次級(jí)代謝調(diào)控和對(duì)作物的致病性提供了理論基礎(chǔ),同時(shí)對(duì)黃曲霉毒素污染的防治和新型農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)有著重要的意義。
【學(xué)位單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：Q933
【部分圖文】：

引言的身體健康和生命安全。1.1.2 黃曲霉毒素及其危害真菌毒素是真菌在生長(zhǎng)過(guò)程中所產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物，其具有生物水平累積效果，導(dǎo)致其能被攜帶到動(dòng)物體液，器官和組織中，最后使動(dòng)物中毒甚至死亡[15]。在生活中最常見(jiàn)的真菌毒素是黃曲霉毒素，它主要是由黃曲霉、寄生曲霉等真菌產(chǎn)生的一類(lèi)具有強(qiáng)毒性和強(qiáng)致癌性的二氫呋喃香豆素衍生物。目前已經(jīng)鑒定確認(rèn)的黃曲霉毒素有 28 種，它們具有較為類(lèi)似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中最為主要的有 4 種：AFB1、AFB2、AFG1和 AFG2（如圖 1-1）[2, 16]。黃曲霉根據(jù)菌核直徑大小可以分為 L 型（大于 400 m）和 S 型（小于 400 m），其中 L 型黃曲霉只能產(chǎn)生 AFB1和 AFB2兩種黃曲霉毒素，而 S 型黃曲霉能產(chǎn)生 AFB1、AFB2、AFG1和 AFG2四種黃曲霉毒素[17, 18]。

圖 2-1 不同真菌中 PKS1 同源蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系分析。Figure 2-1. Phylogenetic analysis of PKS1 homologous protein from different fungi.然后利用 antiSMASH 在線分析預(yù)測(cè)黃曲霉 pks1 基因所在基因簇，獲得預(yù)測(cè)的黃曲霉分生孢子色素合成基因簇基因類(lèi)型及結(jié)構(gòu)。通過(guò)與米曲霉、黑曲霉和構(gòu)巢曲霉等 5 個(gè)菌種同源基因簇分析比對(duì)，發(fā)現(xiàn)該基因簇與米曲霉同源基因簇高度保守，且合成骨架基因 pks1 有 99%的相似度，與黑曲霉 albA（ANI_1_726084）、煙曲霉 alb1（AFUA_2G17600）和構(gòu)巢曲霉 wA（AN8209）三個(gè)黑色素生物合成基因相似性均在 73%以上，但與非曲霉屬的真菌無(wú)花果擬盤(pán)多毛孢的黑色素生物合成骨架基因 PfmaE（PFICI_07101）的相似性僅為 44%（圖 2-2 和附表 1）。上述結(jié)果分析可得，黃曲霉分生孢子色素合成途徑應(yīng)類(lèi)似于黑色素的 DHN 合成途徑。

圖 2-2 黃曲霉分生孢子色素合成基因 pks1 基因簇的同源性比對(duì)Figure 2-2. Homologue alignment of pks1 cluster in A. flavus.2.3.2 黃曲霉分生孢子色素合成基因 pks1 敲除菌株的構(gòu)建與驗(yàn)證利用通過(guò)生物信息學(xué)分析，確認(rèn)了分生孢子色素合成骨架基因?yàn)?pks1。本研究利用同源重組替換的方式敲除目標(biāo)基因，獲得敲除菌株 Δpks1，通過(guò)與野生型菌株分析對(duì)比兩者差異性。敲除原理如圖 2-3A 所示，本實(shí)驗(yàn)使用 double-joint技術(shù)手段獲得用于同源重組的融合片段[98]。通過(guò) PEG 介導(dǎo)的原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化方法將融合片段導(dǎo)入到黃曲霉 CA14 PTs 中。之后利用 pyrG 標(biāo)記初步篩選轉(zhuǎn)化子，多次篩選后，提取轉(zhuǎn)化子基因組 DNA 使用三對(duì)引物篩選正確的轉(zhuǎn)化子。因引物位于目標(biāo)基因內(nèi)部，擴(kuò)增出條帶 P1 則能證明目的基因未能敲除成功。之再使用引物進(jìn)一步擴(kuò)增條帶 P2 和 P3，能確認(rèn)轉(zhuǎn)化子成功敲除目標(biāo)基因。如圖 2-3B 所示，轉(zhuǎn)化子無(wú)法擴(kuò)增出條帶 P1，能擴(kuò)增出目標(biāo)條帶 P2 和 P3，證明轉(zhuǎn)化子是陽(yáng)性轉(zhuǎn)化子，而野生型則與之相反。PCR 結(jié)果圖所示獲得 3 個(gè)陽(yáng)性轉(zhuǎn)化子并用于后續(xù)試驗(yàn)研究。

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3 Christopher Joyce;李大明;;美國(guó)人計(jì)劃給人進(jìn)行基因治療[J];生物科學(xué)信息;1989年04期

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5 喬斯林·萊斯;;合成基因組重建細(xì)胞[J];科技創(chuàng)業(yè);2010年08期

6 張士琦;合成基因制造蛋白質(zhì)[J];遺傳工程;1982年01期

7 張樹(shù)庸;;動(dòng)態(tài)·信息[J];實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué);2011年01期

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9 李光壁;孟令貞;劉清岱;張芹;王志偉;;一個(gè)合成基因網(wǎng)絡(luò)的電路模型構(gòu)建[J];天津科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年04期

10 王志偉,侯中懷,辛厚文;合成基因網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)信號(hào)隨機(jī)共振[J];中國(guó)科學(xué)(B輯 化學(xué));2005年03期

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10 祁慶生;;大腸桿菌脂肪酸代謝與PHA合成途徑建立的關(guān)系[A];2006中國(guó)微生物學(xué)會(huì)第九次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

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4 美國(guó)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》 王金元 譯;科學(xué)家計(jì)劃3步造出人造生命[N];北京科技報(bào);2008年

5 張?zhí)锟?新的科學(xué)和社會(huì)問(wèn)題[N];南方周末;2010年

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2 高雪;大腸桿菌中聚羥基脂肪酸酯合成基因的優(yōu)化和染色體表達(dá)[D];清華大學(xué);2013年

3 張冬梅;惡性瘧原蟲(chóng)主要裂殖子表面蛋白1的表達(dá)及免疫保護(hù)作用的研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2001年

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2 袁三躍;褐飛虱精氨酸合成基因的克隆及功能分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

3 王聰;二穗短柄草超長(zhǎng)鏈脂肪醇合成基因BdFAR 2的克隆及功能驗(yàn)證[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2018年

4 吳丹;大豆油脂合成基因家族的適應(yīng)性進(jìn)化研究[D];華北理工大學(xué);2016年

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6 安翠英;EcN莢膜多糖合成基因kfiA的功能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年

7 唐耀華;褐飛虱體內(nèi)組氨酸合成基因的研究[D];中國(guó)計(jì)量大學(xué);2016年

8 梁成亮;蕓薹素合成基因PSC1導(dǎo)入番茄的研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

9 郭曉霞;水楊酸和茉莉酸甲酯誘導(dǎo)青蒿素合成基因表達(dá)的機(jī)理研究[D];廣州中醫(yī)藥大學(xué);2010年

10 周小云;表達(dá)HIV-1多價(jià)合成基因的痘苗病毒載體構(gòu)建及疫苗株篩選[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2819170