發(fā)布時間：2020-11-07 10:41

　　 冬蟲夏草Ophiocordyceps sinensis是麥角菌科冬蟲夏草菌寄生在蝙蝠蛾科昆蟲幼蟲上的子座和幼蟲尸體的干燥復(fù)合體。具有“補腎益肺,止咳化痰”之功效,是一種名貴中藥。由于其生理生化的特殊性和復(fù)雜性,目前其子實體形成機(jī)制研究得并不明確。本研究利用Illumina/Solexa HiSeq 2500反轉(zhuǎn)錄測序技術(shù)對冬蟲夏草子實體、菌絲體及小金蝠蛾幼蟲轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行測序、數(shù)據(jù)組裝、分析,發(fā)現(xiàn)冬蟲夏草菌絲體、子實體與冬蟲夏草具有高同源性,而小金蝠蛾幼蟲與其他樣品的同源性很低;差異表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)9238個基因在冬蟲夏草菌絲體、子實體中均有表達(dá),這相當(dāng)于72.57%的重合度;經(jīng)鑒定,1003個基因為DEGs(差異表達(dá)基因),KEGG富集分析顯示這些DEGs富含核糖體途徑;有161個差異表達(dá)基因參與豐富了GO術(shù)語。子實體中有58個差異表達(dá)基因下調(diào),103個差異表達(dá)基因上調(diào),表明冬蟲夏草蛋白質(zhì)合成的基本代謝在冬蟲夏草菌感染小金蝠蛾幼蟲后發(fā)生了改變,以及47個基因特異表達(dá);還發(fā)現(xiàn)肌動蛋白和微管蛋白相關(guān)基因表達(dá)的改變可能在子實體發(fā)育中起作用。這些結(jié)果均與冬蟲夏草子實體形成相關(guān)。同時利用2-DE(雙向電泳)技術(shù)對冬蟲夏草的發(fā)育過程中的三個階段(菌蟲復(fù)合體、子座、整體)的蛋白質(zhì)組進(jìn)行分析,篩選出5個穩(wěn)定存在的蛋白質(zhì)和3個具有顯著差異的蛋白質(zhì),這8種蛋白質(zhì)均在子座形成后出現(xiàn)。通過質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)一步鑒定了這8個蛋白質(zhì),對其進(jìn)行功能注釋分析(GO、KEGG)后發(fā)現(xiàn),3個具有顯著差異的蛋白質(zhì)斑點1、斑點5、斑點6均與細(xì)胞構(gòu)成相關(guān),其中斑點1參與大量核苷酸結(jié)合和酶活性過程,斑點5參與了大量代謝過程和化合物結(jié)合過程,斑點6參與了大量代謝過程和細(xì)胞生長過程;5個穩(wěn)定存在的蛋白質(zhì)中斑點2、斑點3與刺激應(yīng)答、核苷三磷酸酶結(jié)合相關(guān),斑點4與有機(jī)氮化合物代謝、離子結(jié)合相關(guān),斑點7與生物調(diào)節(jié)和水解酶活性相關(guān),斑點8與物質(zhì)運輸和轉(zhuǎn)錄合成相關(guān)。斑點1鑒定為肌動蛋白,GO注釋發(fā)現(xiàn)該蛋白大量參與了細(xì)胞、細(xì)胞區(qū)域、細(xì)胞組分、細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞內(nèi)部分等過程,KEGG通路富集分析發(fā)現(xiàn)其活躍的代謝途徑為磷脂酰肌醇信號系統(tǒng)、吞噬小體,提示肌動蛋白可能在冬蟲夏草的生長發(fā)育中其重要作用。還通過2-DE(雙向電泳)技術(shù)對野生冬蟲夏草整體、菌蟲復(fù)合體、子座及人工冬蟲夏草整體、菌蟲復(fù)合體、子座的蛋白質(zhì)組進(jìn)行對比分析,篩選出野生冬蟲夏草特有的蛋白質(zhì),驗證了課題組前期冬蟲夏草正偽品指標(biāo)性蛋白質(zhì),并基于蛋白質(zhì)層面揭示了野生冬蟲夏草與人工培育冬蟲夏草間的差異,為后續(xù)野生冬蟲夏草與人工冬蟲夏草的鑒別研究奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：成都中醫(yī)藥大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S567.35
【部分圖文】：

53.3 差異表達(dá)和功能富集分析將冬蟲夏草菌絲體組和子實體組的所有 RNA-Seq PE 讀數(shù)分別與 O.sinensisCO18(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCA_000448365.1/)的基因組序列比對，并由 StringTie 組裝�？偣步M裝了 11264 個基因組編碼基因和 233 個新基因。為了全面表征不同樣品 RNA-Seq 的表達(dá)模式，將每個基因的比對讀數(shù)的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，9238 個基因在冬蟲夏草菌絲體、子實體、小金蝠蛾幼蟲及冬圖 1.從冬蟲夏草菌絲體和子實體獲取的四個樣本的 KOG 分類和表達(dá)分析 A：裝配基因的 KOG 分類;B：六個樣品 RNA-Seq 的主成分分析; C：表達(dá)轉(zhuǎn)錄本的維恩圖。Figure. 1. KOG classification and expression analysis of four samples from mycelium and Fruiting body ofOphiocordyceps sinensis. A: KOG classification of assembly genes; B: principal component analysis ofRNA-seq in six samples; C: Venn diagram expressing transcripts.

GO 富集也證實了這一結(jié)果。DEGs 的主要 GO 術(shù)語包括大分子復(fù)合物（102 個基因），有機(jī)物質(zhì)生物合成過程（88 個基因），生物合成過程（88 個基因），細(xì)胞生物合成過程（81 個基因）和有機(jī)氮化合物代謝過程（81 個基因），見圖 2。DEGs 的富集分析發(fā)現(xiàn)劇烈變化的基因主要富集在核糖體的結(jié)構(gòu)成分、核糖體亞基、蛋白酶體核心復(fù)合體、MCM 復(fù)合體、核糖核蛋白復(fù)合體途徑。有 161 個差異表達(dá)基因參與豐富了 GO 術(shù)語。 子實體中有 58 個基因下調(diào)，另外 103 個基因上調(diào)。這些結(jié)果表明，冬蟲夏草蛋白質(zhì)合成的基本代謝在冬蟲夏草菌感染小金蝠蛾幼蟲后發(fā)生改變。分析發(fā)現(xiàn)冬蟲夏草中還有 47 個基因特異表達(dá)（特異表達(dá)基因，SEG），包括非核糖體肽合成酶，細(xì)胞色素 P450，HSP70 家族伴侶，乙醛酸酶家族蛋白，細(xì)胞壁相關(guān)蛋白，乙醛酸酶家族蛋白和 推定的琥珀酰-CoA 連接酶編碼基因。GO 分類結(jié)果表明，有 8 個特異表達(dá)基因與細(xì)胞部分相關(guān)。并且有 62 個基因在菌絲體中特異性表達(dá)，包括膜聯(lián)蛋白，核糖體 RNA 加工蛋白 12 編碼基因。

3.5 肌動蛋白和微管蛋白相關(guān)基因肌動蛋白基因(MSTRG.3317)的表達(dá)水平在冬蟲夏草中平均表達(dá)豐度為 45.25，菌絲體組平均表達(dá)豐度為 155.24。微管蛋白/ FtsZ 蛋白編碼基因(MSTRG.3823，MSTRG.689管蛋白/ FtsZ 家族蛋白(EQL01373.1)編碼序列。子實體和菌平均表達(dá)水平分別為 1748.13 和 574.04。MSTRG.6894 為微基因表達(dá)從菌絲體組的 27.18 上調(diào)至子實體組的 78.95。表蛋白相關(guān)基因表達(dá)的改變可能在子實體發(fā)育中起作用。圖 3 子實體發(fā)育候選基因的表達(dá)模式。根據(jù) HemI 工具包的 log2FC 值繪制表達(dá)水平計算 CS 樣品組和 HH 樣品組之間的 Log2FC。Figure. 3.Expression patterns of candidate genes for fruiting body development.Heat maps are drawn based on the log2FC values of the HemI toolkit. The Log2set and the HH sample set was calculated based on the expression level of each g
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳曉;張可冬;趙廣才;張曉文;;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測定蟲草類口服液中甘露醇的含量[J];分析儀器;2015年06期

2 張志紅;楊璐敏;邰麗梅;吳素蕊;;冬蟲夏草生理活性成分的研究進(jìn)展[J];中國食用菌;2014年04期

3 徐明芳;戴金鳳;向明霞;成希飛;曾曉琮;萬叢慶;周衛(wèi)軍;;南方水牛奶酪蛋白及大豆蛋白肽指紋圖譜的差異性[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年06期

4 張召寶;侯林;潘晴;王緒敏;崔清華;田景振;馬魯豫;;中藥高通量轉(zhuǎn)錄組研究進(jìn)展[J];中國中藥雜志;2014年09期

5 徐明芳;戴金鳳;向明霞;成希飛;曾曉琮;萬叢慶;周衛(wèi)軍;;基于LTQ-Orbitrap液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的乳源乳清蛋白組分的差異性研究[J];分析化學(xué);2014年04期

6 張姝;張永杰;SHRESTHA Bhushan;徐建平;王成樹;劉杏忠;;冬蟲夏草菌和蛹蟲草菌的研究現(xiàn)狀、問題及展望[J];菌物學(xué)報;2013年04期

7 張煥麗;崔亞洲;周小艷;尚偉;;人類癲癇腦組織的蛋白質(zhì)組學(xué)研究[J];山東大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版);2013年03期

8 尚偉;鄒大陽;王思淼;袁靜;廖祥儒;;雙向電泳結(jié)合質(zhì)譜分析長雙歧桿菌XY01分泌蛋白質(zhì)圖譜[J];中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報;2013年01期

9 王祖華;王安亭;;冬蟲夏草蟲草甘露醇含量測定的研究[J];食品工業(yè);2012年12期

10 陳小潔;鐵雙貴;岳潤清;;雙向電泳技術(shù)在植物蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2012年20期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 王凱;單純性室間隔缺損的血漿差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];天津醫(yī)科大學(xué);2014年

2 劉平;艾煙可吸入顆粒物對人肺腺癌A549細(xì)胞增殖及基因表達(dá)譜的影響[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2013年

3 任艷;名貴中藥冬蟲夏草品種及蛋白組分研究[D];成都中醫(yī)藥大學(xué);2013年

4 周勇;受體蛋白質(zhì)芯片技術(shù)的建立及在醫(yī)藥研究中的應(yīng)用[D];中國海洋大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 張震;基于高通量測序的華中五味子轉(zhuǎn)錄組分析[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2015年

2 邱乙;基于冬蟲夏草指標(biāo)性蛋白質(zhì)IP4的ELISA定量評價新方法研究[D];成都中醫(yī)藥大學(xué);2015年

3 章燕珍;闊葉十大功勞葉中生物堿的紫外誘導(dǎo)及相關(guān)蛋白質(zhì)組學(xué)分析[D];浙江大學(xué);2014年

4 向明霞;南方水牛奶酪蛋白分離純化及與非乳源蛋白肽質(zhì)量指紋圖譜差異性研究[D];暨南大學(xué);2013年

5 江磊;常用烤瓷合金對細(xì)胞凋亡信號分子基因表達(dá)與蛋白表達(dá)的影響[D];福建醫(yī)科大學(xué);2013年

6 沈飛超;DMP對蚯蚓（Eisenia fetida）的毒性效應(yīng)及蛋白質(zhì)組學(xué)分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2013年

7 申琳琳;唾液蛋白質(zhì)組2D-MALDI-TOF/MS的分析及初步應(yīng)用[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2008年

8 陳金娥;家蠶胚胎蛋白質(zhì)組表達(dá)譜分析[D];浙江大學(xué);2007年

本文編號：2873829