担子菌类典型食用真菌,如香菇、灵芝、金针菇、糙皮侧耳、刺芹侧耳、黑木耳等,其生活史中的主要存在形式是双核体.双核体可以通过有性和无性两种方式生成单核体,可亲和的单核体之间通过质配形成具有锁状联合的双核体.目前对食用真菌单核体的研究结果拓展了对单核体和双核体生物学性质特性的认识.双核体细胞作为一种单倍双核存在形式,具有许多不同于二倍体的生物学特性,许多研究者对双核体的等级秩序、适配性、稳定性等生物学性质开展了一些研究,相关研究结果为菌种种性维持、杂交育种创新、遗传学研究范式建设等工作带来诸多启迪.对双核体在作为菌种中表现出的增量性、可育性、全能性等特性的分析,可以为解决食用真菌菌种种性长期维持稳定的问题带来启迪.双核体细胞核之间的显隐性关系以及互补关系对杂交育种创新可能具有重要的指导意义.核间等位基因在双核体细胞中存在不同的表达水平,为从双核体视角研究食用真菌的科学问题提供新思路.对食用真菌双核体的研究有可能形成更加具有学科特色的食用真菌研究范式.

为了解 3 种侧耳属真菌基因组密码子的使用偏性及影响因素,本研究以糙皮侧耳、刺芹侧耳和白灵侧耳基因组CDS序列为研究对象,通过生物信息学方法对3种侧耳密码子使用偏性进行了分析.结果表明,3 种侧耳基因组总碱基组成差异小,GC 含量高.RSCU、RFSC 分析表明糙皮侧耳 G/C结尾的偏好密码子的比例最高(82.14%),并且有 3 个特有偏好密码子.3 种侧耳共有偏好密码子 25 个,以G/C结尾的占 80%;共有高频密码子 3 个,均以G/C结尾.密码子相似性分析表明3 种侧耳密码子使用模式比较相似(相似性指数均小于 0.001),其中刺芹侧耳与白灵侧耳的相似性最高(相似性指数为 0.000 259 014);且 3 种侧耳密码子的使用频率与灰盖鬼伞和金针菇较为接近.PR2-plot、ENc-GC3 和中性绘图分析表明 3 种侧耳密码子偏好性使用主要受自然选择影响,在一定程度上也受碱基突变压力和其他因素影响.上述结论为分析侧耳真菌的进化规律及选择最佳异源表达受体系统提供了依据.

糙皮侧耳 Pleurotus ostreatus 是我国主栽食用菌品种之一,经济效益较高.但是,大棚环境种植糙皮侧耳控制能力较差,受外界环境条件影响较大,在寒冷条件下糙皮侧耳易受冷胁迫影响,生长受到抑制.信号类物质在生物应对环境胁迫中发挥重要作用,本试验以全国广泛栽培的糙皮侧耳新 831 菌种为材料,通过 4℃冷胁迫处理,加入不同浓度的信号类物质,研究了腐胺(putrescine,Put)、Ca2+、H2O2、NO这4种信号类物质对糙皮侧耳冷胁迫适应性的影响.发现一定浓度的Put和NO可提高冷胁迫期间糙皮侧耳的菌丝生长速率,Put不仅可提高冷胁迫期间菌丝生长速率,还可以提高冷胁迫后的恢复生长速率.本文研究了 4 种信号类物质对糙皮侧耳冷胁迫适应性的影响,可为深入研究糙皮侧耳冷胁迫抗性机理提供借鉴和参考,具有一定的理论意义和应用价值.

菌丝基缓冲材料因其可再生、环境友好等特点,有替代石油基缓冲包装材料的潜力.但是,菌丝基缓冲材料较差的缓冲性能制约了其商业化.为了提高菌丝基材料的性能,本研究提出了一种新的菌丝基材料制备工艺,首次对糙皮侧耳菌丝生长所需的主要培养基(玉米秸秆)进行了微波和碱预处理,改善了玉米秸秆的物理结构和化学组成,促进了菌丝的生长,从而提高了菌丝基材料的性能.微波预处理在玉米秸秆表面产生的孔比碱预处理更多,且孔径更接近于菌丝的直径,使得菌丝与玉米秸秆之间的结合力更强.因此,微波预处理制备的材料的性能更好.经过微波预处理后制备的菌丝基材料(MTM)回弹率约为 50%,是未预处理制备的菌丝基材料(UTM)的 1.3 倍,是碱预处理后制备的菌丝基材料(ATM)的 1.1 倍.MTM的压缩强度约为 600 kPa,分别比UTM和ATM提高了约40%和20%.本研究有效提升了菌丝基材料的缓冲性能,为其替代聚苯乙烯作为缓冲材料提供了可能.

乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)可催化丙酮酸与乳酸(lactic acid,LA)之间的可逆转化,为探索乳酸脱氢酶基因在糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)菌丝体高温胁迫响应中的作用,在糙皮侧耳(P.ostreatus)菌株CCMSSC00389 基因组中鉴定获得了 8 个乳酸脱氢酶编码基因.生物信息学分析结果显示,3 个基因编码D型乳酸脱氢酶,5 个基因编码L型乳酸脱氢酶.氨基酸序列比对、系统发育、三维结构和亚细胞定位分析显示,3 个D型乳酸脱氢酶的同源性较高,可能属于细胞色素C依赖的D型乳酸脱氢酶,D-LDH2 和D-LDH3 位于线粒体中;5 个L型乳酸脱氢酶的氨基酸序列同源性较低,并按电子受体和亚细胞定位的不同分为 3 个类型.通过检测 36℃、40℃高温胁迫下乳酸脱氢酶基因的表达量变化,明确D-ldh3、L-ldh5和L-ldh7表达特征相同,L-ldh6 和L-ldh8 的表达特征相同,D-ldh1、D-ldh2 和L-ldh4 则表现出不同的基因表达趋势,表明乳酸脱氢酶基因对不同高温胁迫温度的响应方式存在差异.高温胁迫条件下,乳酸脱氢酶总酶活性降低,胞内乳酸含量升高;外源添加乳酸脱氢酶抑制剂和乳酸都能显著抑制菌丝生长,表明乳酸脱氢酶能够调控热胁迫下糙皮侧耳的菌丝生长.推测糙皮侧耳乳酸脱氢酶通过降低基因转录水平和酶活性,影响了胞内乳酸脱氢向丙酮酸的转化,导致胞内乳酸的过量积累造成细胞损伤,最终抑制了菌丝生长速率.

糙皮侧耳(平菇)作为目前木质纤维素降解模式真菌,其产生的胞外分泌蛋白在植物纤维素、半纤维素及木质素降解过程中发挥着重要作用 为了给蛋白质组学鉴定糙皮侧耳胞外分泌蛋白实验提供参考,利用常见的生物信息学工具SignalP、ProtComp、TMHMM、big-PI Fungal Predictor和TargetP对糙皮侧耳全基因组中的12 186条蛋白质序列进行经典分泌蛋白预测,同时,对上述分泌蛋白的氨基酸分布、信号肽长度和切割位点以及其理化性质等进行分析结果表明,糙皮侧耳全基因组中含有359个经典分泌蛋白,其氨基酸长度主要集中于101～600之间;信号肽长度集中在18～21之间;信号肽切割位点属于A-X-A类型,除此之外还含有5条具有RR-motif的信号肽对这些分泌蛋白进行功能注释,结果表明225个蛋白质为未知功能蛋白质;114个为已知功能蛋白质,主要功能注释集中于木质纤维素降解酶类,包括纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解相关酶等.以上结果表明通过上述生物信息学分析实现了对糙皮侧耳全基因组经典分泌蛋白的有效预测.

利用1株糙皮侧耳Pleurotus ostreatus栽培菌株为材料,研究添加碱性木质素或者配合简单碳源或氮源后对其液体发酵产漆酶活性的影响.结果表明,不同诱导培养基对糙皮侧耳漆酶活性具有极显著的影响(P＜0.001),而且不同诱导培养基对糙皮侧耳菌丝生物量也产生了极显著的影响(P＜0.001).此外,只利用碱性木质素或者是再添加碳源葡萄糖均有利于糙皮侧耳产漆酶,既包括产漆酶酶活性的提升,同时也包括产漆酶时间的提前,但只利用碱性木质素诱导不利于菌丝生物量的积累;而富含简单碳/氮源的诱导培养基,无论是否含碱性木质素,均有利于菌丝生物量的积累,其中,富含简单碳/氮源的培养基中再添加碱性木质素后的菌丝生物量和漆酶活性均高于不添加碱性木质素时的菌丝生物量和漆酶活性.相比而言,含碱性木质素的培养基中测得的漆酶活性大部分时间下都要高于不含木质素的简单碳/氮源培养基,含碱性木质素的培养基对糙皮侧耳菌株产漆酶的诱导作用更强.

采自西藏日喀则地区的两份野生蘑菇标本及其分离菌株,通过形态学及基于ITS序列的分子系统发育分析鉴定为卵孢侧耳Pleurotus placentodes.该物种在2016年首次报道于中国.人工驯化栽培试验表明卵孢侧耳可以在人工条件下出菇,生长周期80-95d:初步的营养成分分析表明,卵孢侧耳蛋白质、粗多糖、氨基酸含量比香菇、糙皮侧耳(平菇)、金针菇、柱状田头菇(茶树菇)等都高,尤其含有较高的组氨酸和丰富的矿物质,如铁、钙、锌等.卵孢侧耳可作为新的食用菌进行开发利用.

为了比较糙皮侧耳栽培种在不同常规栽培基质上的漆酶活性,分析更适合糙皮侧耳生长的栽培基质,以1株糙皮侧耳Pleurotus ostreatus栽培菌株为研究材料,研究在固态和液态发酵条件下添加木屑、玉米芯和棉籽壳这3种栽培基质后,对其产漆酶活性的影响.结果表明,不同栽培基质对糙皮侧耳漆酶活性具有极显著的影响(P＜0.001);不同发酵方法对糙皮侧耳漆酶活性也具有极显著的影响(P＜0.001),仅第2天差异不显著.固体发酵与液体发酵条件下,糙皮侧耳在棉籽壳培养基上所检测到的漆酶活性均高于在木屑或者玉米芯培养基上,表明棉籽壳对提高糙皮侧耳漆酶活性的诱导能力更强.此外,糙皮侧耳在棉籽壳培养基上能够快速分泌漆酶,表明棉籽壳对缩短糙皮侧耳漆酶分泌时间的诱导能力更强.

尿素是现代农业生产中应用较为广泛的一种氮素化肥,而脲酶(EC 3.5.1.5)是尿素分解利用的关键酶.本文以糙皮侧耳Pleurotus ostreatus栽培菌株New 831为试验材料,探究了糙皮侧耳对尿素的利用情况,结果表明:糙皮侧耳可利用尿素作为唯一氮源,平板培养时尿素最适添加量为20mmol/L;在液体摇瓶培养过程中,培养液中的铵根浓度表现为先急剧升高后缓慢降低.通过对P.ostreatus PC15菌株基因组分析,获得了一个功能注释为脲酶的基因,并克隆获得了其全长基因组DNA (gDNA)和编码区(CDS)片段,命名为Pourease.结果表明:Pourease基因的gDNA和CDS长度分别为3 003bp和2 517bp,由10个外显子和9个内含子组成;Pourease蛋白由838个氨基酸组成,预测分子量为90.03kDa,与SDS-PAGE分析结果相符;Pourease蛋白与细菌、真菌和植物来源的脲酶具有52％-82％的一致性,且含有脲酶保守的镍离子结合位点;与洋刀豆脲酶空间结构类似,Pourease蛋白也以同源三聚体的形式存在.