糙皮侧耳谷氨酰胺合成酶基因的功能鉴定

来源 :河南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangyuxin_718
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
糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus,P.ostreatus)是我国栽培量最大、栽培范围最广的食用菌,其产量和品质显著受到氮素供应水平的影响,但是目前对糙皮侧耳氮素吸收、转运、同化等的分子机制尚不清楚。谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)是生物体氮素同化的关键酶,本文通过对P.ostreatus PC 15菌株的基因组分析获得了 1个编码谷氨酰胺合成酶的假定基因(GS99)。为了深入研究GS99基因的功能,本文以河南省广泛栽培的糙皮侧耳新831菌株为研究对象,首先克隆获得了GS99基因完整的gDNA片段和CDS片段,并进行了测序分析和生物信息学分析;然后构建了GS99基因的原核表达载体pET22b-GS99,并进行了蛋白的诱导表达、纯化和酶学性质分析;通过Native-PGAE和凝胶渗透色谱(GPC)分析技术对GS99蛋白进行分子量和构型分析;利用RT-qPCR对GS99基因进行了时空表达分析,并测定了子实体不同部位营养组成及氨基酸组成;最后构建了GS99基因的过表达和反义沉默载体pTHG1300-ovGS99和pTHG1300-siGS99。本研究的主要结论如下:1.分别以P.ostreatus New 831菌株的菌丝体DNA和cDNA为模板,成功克隆获得GS99基因的全长gDNA片段(1,390 bp)和CDS片段(1,062 bp),GenBank登录号为MG680443.1。生物信息学分析结果显示,GS99基因由一个5’UTR,4个内含子和5个外显子组成,编码353个氨基酸;GS99蛋白为同源十聚体,其单体大小和等电点分别为39.05 kDa和5.95;GS99蛋白具有GSII家族保守的N端结构域gln-synt N、C端催化结构域gln-synt C、ATP结合功能结构域和Glycine富集位点GLNA1,从而初步说明GS99基因的编码产物可能具有谷氨酰胺合成酶催化活性。2.构建了GS99基因的原核表达载体pET22b-GS99,并进行了诱导表达和SDS-PAGE分析,结果显示,GS99蛋白单体大小为39 kDa,与预期相符。利用镍柱亲和层析获得了纯度高于90%的GS99蛋白,Native-PAGE和GPC分析结果显示,GS99蛋白大小约为400 kDa,表明该蛋白为同源十聚体,与预测结果相符。3.对纯化获得的GS99蛋白进行谷氨酰胺合成酶酶学性质分析,结果显示,GS99蛋白的最适反应温度和最适反应pH值分别为40℃和7.5;Mg2+离子可显著提高其活性,当Mg2+离子浓度高于40 mM时,其活性不再变化;Mn2+离子对其活性的影响表现为低促高抑,在浓度为5 mM时酶活力最高;低温预处理可提高GS99蛋白的催化活性,但高温使其失活。4.GS99基因在不同时期和不同部位均有表达,其在不同时期的表达模式为子实体期>菌丝期>原基期,其在子实体不同部位的表达模式为菌褶>菌盖>菌柄,由此表明,GS99基因不仅参与糙皮侧耳氮素的同化,而且与子实体的发育息息相关。另外,子实体不同部位间的营养组成存在显著差异,总氨基酸和总氮含量为菌褶>菌盖>菌柄,而总糖含量为菌柄>菌盖>菌褶;17种氨基酸的含量均为菌褶>菌盖>菌柄,且谷氨酸的含量最高、其次为天冬氨酸,因此,与其它生物类似,谷氨酸和天冬氨酸在糙皮侧耳中可能也发挥着氨基供体的功能。5.分别克隆获得P.ostreatus New 831菌株的β-tubulin和gpd基因启动子,通过融合PCR和酶切酶连的方法构建了该菌的过表达和反义沉默骨架载体pTHG1300,在此基础上,构建了GS99基因的过表达和反义沉默载体pTHG1300-ovGS99和pTHG1300-siGS99,为深入探究该基因在糙皮侧耳氮代谢和子实体发育中的作用机制奠定基础。
其他文献
森林可燃物是森林燃烧的物质基础,主要组分包括水分、半纤维素、纤维素、木质素、抽提物和灰分。可燃物热解则是森林可燃物燃烧的重要过程,该过程也伴随着气体和颗粒物的释放
枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)是蔷薇科常绿果树,果实一般在春季成熟,正值市场鲜果淡季,因此称之为“南方早春第一佳果”。但不同类型枇杷果实品质参差不齐,白肉枇杷果肉
随着绿色环保越来越成为时代的主旋律,离子电池受到的关注地位也逐步攀升。离子电池中的钠离子电池有着非常大的发展空间,吸引了大量的能源学者的目光。其中正负材料是限制钠
抗生素滥用引起的微生物耐药问题日益严重。饮用水处理厂是保障饮用水质量的重要环节,但是现有的饮用水处理系统对抗生素抗性基因等新型污染物的控制能力有限。越来越多的消
将钢纤维掺入到水泥基材料中可有效发挥钢纤维的增强、增韧作用,不仅可以改善水泥基材料抗拉强度低、脆性大、易开裂的缺点,而且对基体的高温劣化也有良好的抑制效果。目前,
平菇作为我国栽培面积最广的食用菌,在其生长发育过程中需要氮源、碳源、水、无机盐、生长因子五营养要素以及适宜的碳氮比(C:N)。氮源作为平菇主要的营养元素,对其生长发育起
近几十年,随着城市化和工业化的迅速推进,破坏了自然界与人类原有的平衡,环境污染和能源短缺已经成为人们亟待解决的问题,为解决这两个全球性大难题,人们纷纷把目光投向了光催化这项绿色环保技术。卤氧化铋(BiOX)是一类具有层状结构和良好的光催化活性的无机可见光光催化材料。但是粉体BiOX化合物在光催化过程中存在光生电子和空穴容易复合、活性组分易损失和催化剂液相反应后难分离回收等问题。针对这些弊端,本研究
受全球气候变化的影响,干旱威胁植物的生存。大量植物受到季节性干旱的威胁,这会影响植物关键的生理过程。为了探究季节性干旱对植物生理和生长的影响,本文以东北地区白桦为
按照最新颁布的《普通高等学校建筑面积指标(建标191-2018)》的要求,普通高等院校的学生规模在20000名以上时,需建设一座拥有4000个固定座位(不包括可移动座位)的中型体育馆
通过对‘琯溪蜜柚’(Citrus grandis)果实进行注射ABA和ETH,测定四个不同时期果实汁胞的生理指标、品质、粒化率、木质素含量、内源ABA含量、内源ETH含量以及木质素染色和观