钙离子调控樟芝深层发酵无性产孢及其分子机制
Effect of calcium on sporulation of Taiwanofungus camphoratus in submerged fermentation
投稿时间:2016-01-03  
DOI:  10.13345/j.cjb.170001
中文关键词:樟芝,无性产孢,分子机制,钙离子,钙调蛋白
英文关键词:Taiwanofungus camphoratus, conidiation, molecular mechanism, calcium ion, calmodulin
基金项目:国家自然科学基金 (No. 31401931) 资助。
作者单位E-mail
李华祥 1 江南大学药学院 工业生物技术教育部重点实验室 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏 无锡 214122  
陆震鸣 1 江南大学药学院 工业生物技术教育部重点实验室 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏 无锡 214122  
朱青 1 江南大学药学院 工业生物技术教育部重点实验室 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏 无锡 214122  
耿燕 1 江南大学药学院 工业生物技术教育部重点实验室 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏 无锡 214122  
史劲松 1 江南大学药学院 工业生物技术教育部重点实验室 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏 无锡 214122  
许正宏 1 江南大学药学院 工业生物技术教育部重点实验室 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏 无锡 214122; 2 中国科学院天津工业生物技术研究所 天津市工业生物系统与过程工程重点实验室天津 300308 zhenghxu@jiangnan.edu.cn 
马延和 2 中国科学院天津工业生物技术研究所 天津市工业生物系统与过程工程重点实验室天津 300308 ma_yh@tib.cas.cn 
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中文摘要:
      樟芝是原产于台湾的珍稀药用真菌,具有保肝、抗癌等活性。樟芝在深层发酵过程中能够产生大量无性孢子,但是目前对樟芝无性产孢的影响因素及其分子机制尚不明确。本研究报道了樟芝发酵培养基中Ca2+浓度能够有效调控樟芝无性产孢的现象;采用双向电泳 (2-DE) 技术,对不添加Ca2+培养 (对照) 的菌丝体、添加1 mmol/L Ca2+培养 (促进产孢) 的菌丝体及添加200 mmol/L Ca2+培养 (抑制产孢) 的菌丝体进行差异蛋白质组学分析,鉴定了参与Ca2+/钙调素信号通路的CaM蛋白和HSP90蛋白,以及参与FluG调控产孢信号通路的AbaA蛋白;进一步通过生物信息学分析,预测了Ca2+/钙调素和FluG介导的樟芝无性产孢信号通路模型图;采用实时定量PCR (RT-qPCR) 技术,对该通路上23个功能基因的转录水平进行了分析,发现了受Ca2+调控最为灵敏的7个产孢相关功能基因:crz1、hsp90、flbB、brlA、abaA、wetA及fadA。本研究结果为解析樟芝无性产孢机制提供了实验依据。
英文摘要:
      Taiwanofungus camphoratus is a valuable and rare medicinal mushroom with various bioactivities, such as liver protection and anti-cancer. T. camphoratus can produce many arthroconidia at the end of submerged fermentation, but molecular mechanism underlying this submerged conidiation remains unknown. In this study, we found that Ca2+ concentration in culture medium significantly affected the arthroconidium production of T. camphoratus. Then, we identified two proteins (CaM and HSP90) involved in Ca2+/calmodulin signaling pathway and one protein (AbaA) involved in FluG-mediated conidiation pathway by two-dimensional electrophoresis analyses. Furthermore, we proposed a Ca2+/calmodulin- and FluG-mediated signaling pathway by bioinformatics analysis. By real-time quantitative PCR analyses of 23 key genes in the Ca2+/calmodulin- and FluG-mediated conidiation pathway, we found that expression levels of 7 genes (crz1, hsp90, flbB, brlA, abaA, wetA and fadA) showed significant responses to Ca2+ concentration in fermentation medium. Our research is beneficial for elucidating the underlying mechanism of submerged fermentation conidiation for T. camphoratus.
李华祥,陆震鸣,朱青,耿燕,史劲松,许正宏,马延和.钙离子调控樟芝深层发酵无性产孢及其分子机制[J].生物工程学报,2017,33(7):1124~1135
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