平菇生长发育过程中对IAA响应的转录组分析

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2022.12.012

河南农业科学 ›› 2022, Vol. 51 ›› Issue (12): 97-109.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2022.12.012

所属专题：逆境（激素）响应转录组分析专题

平菇生长发育过程中对IAA响应的转录组分析

崔筱¹，张玉亭¹，孔维丽¹，胡素娟¹，刘芹¹，王彦坡²，吴杰¹，师子文¹

（1.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南郑州 450002；2.西峡县食用菌生产办公室，河南西峡 474599）

收稿日期:2022-07-30 出版日期:2022-12-15 发布日期:2023-01-17
通讯作者: 孔维丽（1976-），女，河南开封人，研究员，硕士，主要从事食用菌育种及平菇发酵料栽培机理研究。E-mail：kongweili2005@126.com
作者简介:崔筱（1983-），女，河南南阳人，助理研究员，博士，主要从事食用菌育种及功能基因研究。E-mail：cuixiao21255@163.com
基金资助:
河南省现代农业产业技术体系专项（S2013-09，S2013-09-G02）；河南省重大公益性专项（201300110700）；河南省农业科学院自主创新项目（2022ZC31）；河南省农业科学院优秀青年科技基金计划项目（2020YQ18）

Transcriptome Analysis of Pleurotus ostreatus at Different Growth Stages in Response to IAA

CUI Xiao¹，ZHANG Yuting¹，KONG Weili¹，HU Sujuan¹，LIU Qin¹，WANG Yanpo²，WU Jie¹，SHI Ziwen¹

（1.Institute of Plant Nutrition，Agricultural Resources and Environmental Science，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002，China；2.Xixia Edible Fungus Production Office，Xixia 474599，China）

Received:2022-07-30 Published:2022-12-15 Online:2023-01-17

摘要/Abstract

摘要： 为了探究不同生长阶段平菇对IAA 的响应机制，分别用高浓度（1×10^-3 mol/L）、低浓度（1×10^-8 mol/L）IAA处理平菇生长发育过程的菌丝体（7 d、15 d）及子实体（25 d、27 d、31 d），以不处理为对照（CK），通过转录组筛选差异表达基因（Differentially expressed genes，DEGs）。采用Venn分析、聚类分析、功能富集分析及共表达网络揭示平菇不同生长阶段对IAA响应的分子机制。结果表明，高浓度IAA处理菌丝体和子实体，分别筛选到DEGs 217个和10个，共表达关系对6 735个和32个；低浓度IAA处理菌丝体和子实体分别获得DEGs 81个和87个，共表达关系对766个和1 565个。GO及KEGG富集结果显示，低浓度IAA通过TRINITY_DN2732_c0_g1调控核糖体合成内源植物激素，通过TRINITY_DN530_c0_g1及TRINITY_DN3832_c0_g1促进子实体阶段的代谢进程；高浓度IAA通过TRINITY_DN41591_c0_g1调控甘油磷脂代谢过程，TRINITY_DN14069_c0_g1 调控几丁质代谢及TRINITY_DN35150_c0_g1、TRINITY_DN5314_c0_g1、TRINITY_DN43009_c0_g1调节氧化还原酶活性，同时通过TRINITY_DN21430_c0_g1调控子实体阶段ATP的合成。以上结果表明，低浓度IAA通过DEGs影响平菇菌丝体阶段的激素合成及子实体阶段的代谢过程；高浓度IAA通过DEGs调控平菇菌丝体阶段的氧化应激机制及子实体阶段的ATP合成。

关键词: 平菇, IAA, 菌丝体阶段, 子实体阶段, 转录组分析

Abstract: To investigate the mechanism of Pleurotus ostreatus at different growth stages in response to IAA，transcriptome sequencing of mycelium（7 d，15 d）and fruiting body stage（25 d，27 d，31 d）under two concentrations of IAA（high concentration：1×10^‑3 mol/L；low concentration：1×10^‑8 mol/L） was performed to screen the differentially expressed genes（DEGs），with no treatment（0 mol/L IAA）as the control.Through Venn analysis，cluster analysis，functional enrichment analysis，and the construction of co‑expression network，the molecular mechanism of P.ostreatus at different growth stages in response to IAA concentration was revealed.Results indicated that 217 DEGs，6 735 co‑expression pairs at the mycelium stage and 10 DEGs，32 co‑expression pairs at the fruiting body stage were screened under the high concentration of IAA，while 81 DEGs and 87 DEGs，and 766 co‑expression pairs and 1 565 co‑expression pairs were dug out under the low concentration of IAA at the mycelium and fruiting body stage，respectively.The GO and KEGG results showed that the low concentration of IAA could regulate ribosome synthesis of endogenous plant hormones through TRINITY_DN2732_c0_g1，while promote the metabolism of the fruiting body stage through TRINITY_DN530_c0_g1 and TRINITY_DN3832_c0_g1.High concentration of IAA could regulate glycerophospholipid metabolism through TRINITY_DN41591_c0_g1，regulate chitin metabolism through TRINITY_DN14069_c0_g1，and regulate oxidoreductase activity through TRINITY_DN35150_c0_g1，TRINITY_DN5314_c0_g1 and TRINITY_DN43009_c0_g1，while at the fruiting body stage，high concentration of IAA regulated ATP synthesis via TRINITY_DN21430_c0_g1.The above results indicate that low concentration of IAA affects the phytohormone synthesis in the mycelium stage，and the metabolic process in the fruit body stage of P.ostreatus through DEGs；high concentration of IAA affects the oxidative stress mechanism in the mycelium stage，and the ATP synthesis in the fruit body stage of P.ostreatus through DEGs.

Key words: Pleurotus ostreatus, IAA, Mycelium stage, Fruiting body stage, Transcriptome analysis

中图分类号:

S646

崔筱, 张玉亭, 孔维丽, 胡素娟, 刘芹, 王彦坡, 吴杰, 师子文. 平菇生长发育过程中对IAA响应的转录组分析[J]. 河南农业科学, 2022, 51(12): 97-109.

CUI Xiao, ZHANG Yuting, KONG Weili, HU Sujuan, LIU Qin, WANG Yanpo, WU Jie, SHI Ziwen. Transcriptome Analysis of Pleurotus ostreatus at Different Growth Stages in Response to IAA[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2022, 51(12): 97-109.

参考文献

［1］崔成伟，王翠翠，龙瑞，等.平菇化学成分及药理活性研究进展［J］.食品工业科技，2019，40（13）：304‑309.
CUI C W，WANG C C，LONG R，et al.Research progress on chemical constituents and pharmacological activities of Pleurotus ostreatus［J］.Science and Technology of Food Industry，2019，40（13）：304‑309.
［2］GONZALEZ A，NOBRE C，SIMOES L S，et al.Evaluation of functional and nutritional potential of a protein concentrate from Pleurotus ostreatus mushroom［J］.Food Chem，2021，346：128884.
［3］SOH E，SAEIDI N，JAVADIAN A，et al.Effect of common foods as supplements for the mycelium growth of Ganoderma lucidum and Pleurotus ostreatus on solid substrates［J］.PLoS One，2021，16（11）：e0260170.
［4］MAGAE Y，KAKIMOTO Y，KASHIWAGI Y，et al.Fruiting body formation from regenerated mycelium of Pleurotus ostreatus protoplasts［J］.Appl Environ Microbiol，1985，49（2）：441‑442.
［5］崔筱，张玉亭，刘芹，等.平菇生长发育过程中IAA含量及IAA氧化酶活性变化研究［J］.天津农业科学，2020，26（10）：31‑36，42.
CUI X，ZHANG Y T，LIU Q，et al.Changes of IAA content and IAA oxidase activity in Pleurotus ostreatus during growth and development［J］.Tianjin Agricultural Sciences，2020，26（10）：31‑36，42.
［6］崔筱，胡素娟，徐柯，等.不同浓度IAA影响平菇菌丝生长的调控机制研究［J］.河南大学学报（自然科学版），2021，51（4）：437‑448.
CUI X，HU S J，XU K，et al.Study on the regulatory mechanism of different concentrations of IAA affecting Pleurotus ostreatus mycelia growth［J］.Journal of Henan University（Natural Science Edition），2021，51（4）：437‑448.
［7］MAZA E.In papyro comparison of TMM（edgeR），RLE（DESeq2），and MRN normalization methods for a simple two‑conditions‑without‑replicates RNA‑Seq experimental design［J］.Front Genet，2016，7：164.
［8］SAP J，MUNOZ A，DAMM K，et al.The c‑erb‑A protein is a high‑affinity receptor for thyroid hormone［J］.Nature，1986，324（6098）：635‑640.
［9］ERNST J，BAR‑JOSEPH Z.STEM：A tool for the analysis of short time series gene expression data［J］.BMC Bioinformatics，2006，7：191.
［10］KLOPFENSTEIN D V，ZHANG L，PEDERSEN B S，et al.GOATOOLS：A Python library for Gene Ontology analyses［J］.Sci Rep，2018，8（1）：10872.
［11］SHANNON P，MARKIEL A，OZIER O，et al.Cytoscape：A software environment for integrated models of biomolecular interaction networks［J］.Genome Res，2003，13（11）：2498‑2504.
［12］胡延如，王月，董浩哲，等.几种常见植物激素对平菇菌丝生长速度的影响［J］.食用菌，2022，44（1）：4‑7.
HU Y R，WANG Y，DONG H Z，et al.Effects of several common plant hormones on the growth rate of Pleurotus ostreatus mycelia［J］.Edible Fungi，2022，44（1）：4‑7.
［13］张彦苹，孙峭岩，杜奕承，等.外源IAA处理对桃果实中内源激素含量的影响［J］.北方园艺，2019（21）：33‑38.
ZHANG Y P，SUN Q Y，DU Y C，et al.Effects of exogenous IAA treatment on endogenous hormone content in peach fruit［J］.Northern Horticulture，2019（21）：33‑38.
［14］WANG G，RYU S，WANG X. Plant phospholipases：An overview［J］.Methods Mol Biol，2012，861：123‑137.
［15］卢静.基于RNA-Seq的平菇不同发育阶段转录组研究及凝集素基因的生物信息学分析［D］.武汉：华中农业大学，2016.
LU J.Transcriptome study of Pleurotus ostreatus at different developmental stages based on RNA‑Seq and bioinformatics analysis of lectin genes［D］.Wuhan：Huazhong Agricultural University，2016.
［16］戴光义，王铃艳，黄骊群，等.植物鞘脂结构、代谢和功能的研究进展［J］.植物生理学报，2018，54（12）：1748‑1762.
DAI G Y，WANG L Y，HUANG L Q，et al.Research progress on structure，metabolism and function of sphingolipids in plants［J］.Journal of Plant Physiology，2018，54（12）：1748‑1762.
［17］姚楠.植物脂质生物学进展［J］.植物生理学报，2018，54（12）：1747.
YAO N.Advances in plant lipid biology［J］.Journal of Plant Physiology，2018，54（12）：1747.
［18］FENG X，XU J，LIANG Y，et al.A proteomic‑based investigation of potential copper‑responsive biomarkers：Proteins，conceptual networks，and metabolic pathways featuring Penicillium janthinellum from a heavy metal‑polluted ecological niche［J］.Microbiologyopen，2017，6（4）：e485.

[1]	张俊杰, 王京琪, 刘芹, 刘晴, 崔筱, 张玉亭, 吴杰, 孔维丽. 发酵料中促平菇生长菌株的分离与鉴定[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 142-149.
[2]	岳贺伟, 李连珍, 王雨情, 王溶溶, 刘旸, 魏俊杰, 苌建峰. IAA 对黄精种子萌发及生理特性的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 64-72.
[3]	贾礼聪, 王连军, 杨子桐, 商丽丽, 张磊, 邱鹏飞, 王翠娟, 韩俊杰, 辛国胜. 不同IAA 和6-BA 质量浓度组合对甘薯茎尖培养和表型变异的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(12): 42-48.
[4]	张俊杰, 李硕, 崔筱, 王楠, 宋凯博, 刘芹, 孔维丽. 平菇发酵料不同发酵阶段功能菌的分离与鉴定[J]. 河南农业科学, 2022, 51(2): 113-119.
[5]	崔筱, 刘芹, 丁亚通, 康源春, 胡素娟, 宋凯博, 张玉亭, 孔维丽. 平菇培养料发酵后对霉菌抑制机制研究[J]. 河南农业科学, 2021, 50(3): 109-116.
[6]	刘芹, 崔筱, 孔维丽, 胡素娟, 宋志波, 袁瑞奇, 康源春, 张玉亭. 基于模糊数学和聚类分析的平菇品种综合品质评价[J]. 河南农业科学, 2021, 50(2): 115-123.
[7]	刘晓雪, 王春霞, 刘利娟, 郭金英, 郑素月. 1 株野生平菇菌株的鉴定及交配型分析[J]. 河南农业科学, 2021, 50(12): 128-133.
[8]	崔筱, 刘芹, 段亚魁, 康源春, 孔维威, 张玉亭, 袁瑞奇, 孔维丽 . 平菇种质资源的遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2020, 49(3): 138-144.
[9]	郗蓓蓓, 叶建仁. 高效钾细菌的筛选鉴定及对植物的促生长效应[J]. 河南农业科学, 2020, 49(2): 81-88.
[10]	王丽，王俐锋，赵盼盼，李用芳，王太霞，李景原. Aux/IAA家族基因GhAux1沉默促进棉花幼苗的生长[J]. 河南农业科学, 2019, 48(6): 46-51,80.
[11]	胡素娟，段亚魁，康源春，袁瑞奇，张玉亭，孟庆涛，孔维丽. 2种基质对平菇胞外酶活性、产量及品质的影响[J]. 河南农业科学, 2018, 47(3): 96-99.
[12]	王楠，李玉玺，姚凯，徐俊平，王帅，陈晨，刘兰. 添加平菇或香菇菌糠对木耳菌糠-鸡粪堆料腐殖质组成的影响[J]. 河南农业科学, 2017, 46(9): 56-61.
[13]	忻龙祚，金亚征，常美花，吴伟刚，塔秀成,王激清. 葡萄枝屑栽培平菇的产量及营养成分效应研究[J]. 河南农业科学, 2017, 46(6): 93-97.
[14]	孔维威，卢娇娇，孔维丽，袁瑞奇，韩玉娥，段亚魁，张玉亭，康源春. 铜对平菇生长发育、品质和铜含量的影响[J]. 河南农业科学, 2017, 46(2): 83-86.
[15]	张权，张朝辉，宋好倩,宋琳琳，马浩佳，王振河. 3种复配杀菌剂对根霉和平菇栽培病害的防治效果[J]. 河南农业科学, 2016, 45(6): 67-71.

平菇生长发育过程中对IAA响应的转录组分析

Transcriptome Analysis of Pleurotus ostreatus at Different Growth Stages in Response to IAA

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics