近日,国家食用菌产业技术体系金针菇品种改良团队在金针菇种质资源种内遗传关系解析和黄金针菇采后褐变机理研究领域取得重要进展。其中成果《Comparative analyses of Flammulina filiformis mitochondrial genomes reveal high length polymorphism in intergenic regions and multiple intron gain/loss in cox1》以谭昊副研究员为第一作者和王波研究员为通讯作者发表于期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(中科院1区,IF=8.03),成果《Integrated multi-omic analyses on yellow Flammulina filiformis cultivar reveal postharvest oxidative damage responses》以余洋博士为通讯作者发表于《Postharvest Biology and Technology》(中科院1区,IF=6.75)。
一是金针菇种质资源种内遗传关系解析。为解析野生金针菇种质资源的种内遗传关系,以及了解商业金针菇品种与野生金针菇种质资源的进化关系远近,团队对 44 个野生金针菇菌株和两个商业品种菌株以及四个金针菇属其他物种的菌株的线粒体基因组进行了测序和分析,揭示了金针菇线粒体基因组中的基因、内含子和基因间隔区域的分布规律与序列结构。
通过对44个金针菇野生菌株和2个商业品种的线粒体基因组解析,发现这些菌株的线粒体基因组长度范围在83540 bp到90938 bp 之间,由 14个保守 PCG、2个rRNA基因和25个tRNA基因组成。野生金针菇的线粒体基因组系统发育与其地理起源并不一致。 内含子和基因间隔区域的长度变化是对金针菇线粒体基因组长度贡献度最大的两个因素。一个保守 PCG基因cox3嵌套在另一个保守PCG基因nad5的第二个内含子中,这是所有已知的真菌线粒体基因组中的独特现象。在 cox1、nad5和 rnl中观察到内含子的插入/缺失,在基因间隔区域观察到普遍存在的长度多态性。
二是黄金针菇褐变机理研究。针对黄色品种金针菇褐变导致的产业损失问题。前期通过研究黄金针菇采后贮藏过程中的生化和代谢变化,揭示了黄金针菇酶促褐变的机理,鉴定了黄金针菇褐变过程中产生的酚类底物及其氧化产物(Food Chem, 2022. 370: p. 131295)。整合多组学分析,剖析了金针菇氧化变质过程中的关键调控基因和代谢途径。结果揭示了黄金针菇基因组中编码褐变相关酶的基因,这些酶参与酪氨酸代谢和苯丙烷的生物合成。通过转录组学和蛋白质组学分析,发现与厌氧处理的样品相比,氧气处理后的金针菇中的漆酶4基因上调表达,并进一步通过qRT-PCR 和酶活性测定实验证实,它可能是催化褐变反应的关键多酚氧化酶。DNA损伤、蛋白水解和氧化磷酸化加速细胞衰老,导致细胞完整性受损,并作为缺陷机制触发黑色素的生物合成。这些发现为黄金针菇的采后保鲜和遗传育种奠定了基础。(省食用菌所 王波、余洋 供稿)





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