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与绿色植物相比,食用菌能够吸附和累积高浓度的金属,具有较高的修复金属污染环境的潜力。其耐受和吸附金属的机理复杂多样,包括细胞外多聚物的防御(如吸附、沉淀等)、细胞膜的选择通透性以及细胞内蛋白的解毒等。寡肽转运蛋白(oligopeptide transport protein,OPT)是一类广泛存在于原核和真核生物中的转运蛋白,其功能多样,可以将环境中的寡肽转运至细胞体内作为营养物质,也可以协助金属离子的转运和有毒金属离子的解毒。OPT在植物中的研究较多,其表达受到环境条件和发育阶段的影响,但在真菌,尤其是白腐真菌中的研究报道较少。灵芝是一种名贵的食药用真菌,具有免疫调节、抗肿瘤、抗病毒等功效,已大范围实现人工栽培。作为一种覆土食用菌,其生长极易受到土壤和栽培基质中金属的影响,因此分析其对金属的耐受和吸附机理具有重要意义。本文以3种灵芝菌株(美芝、川芝和荣保1号)为实验材料,通过分析其对五种不同金属及其浓度的耐受性和敏感度,筛选出对金属较敏感的菌株,并以此为材料,分析寡肽转运蛋白在不同发育阶段、不同营养条件和不同金属胁迫下的转录表达模式,以期揭示OPT在灵芝在不同环境胁迫及不同发育阶段的潜在作用,主要研究内容和结果如下:(1)通过平板实验分析5种金属及其不同浓度下,3种灵芝菌株的菌丝生长情况。结果显示3种灵芝菌株在Pb2+、Cd2+、Cu2+和Se4+胁迫下,均表现为金属浓度越大,抑制作用越强,菌落半径和密集度越低,而在Fe2+胁迫下则表现为先抑制后促进再抑制,菌落半径和密集度先降低后升高再降低;3种灵芝菌株对Pb2+和Fe2+均有较高的耐受性,而对Cd2+、Cu2+和Se4+三种金属较敏感;总的来说,3种灵芝菌株中,美芝对5种金属表现出了较高的耐受性,而荣保1号则表现出了较强的敏感度。(2)通过对灵芝基因组数据库的比对,发现其存在13个潜在的编码OPT蛋白的基因序列,分别命名为GIOPTl-GlOPT13。通过与其他已知功能的OPT蛋白进化关系分析发现,可以将其分成5个组(Group1-5),其中来自植物的OPT蛋白形成Group 2;来自子囊菌门的OPT蛋白形成Group 3,其余3个组的成员则来自子囊菌门和担子菌门;每个组内的成员拥有相同的保守基序;通过基因结构分析GIOPTls基因家族的进化关系,发现在GIOPT基因中,拥有内含子数目最多的GIOPT4可能与基因家族的祖先基因最接近。(3)RT-qPCR分析荣保1号灵芝中寡肽转运蛋白基因在不同生长期、不同营养条件及不同金属胁迫下的转录表达水平,结果显示除了未检测到转录本的3个基因(GlOPT7、GIOPT8和GlOPT9),其余10个GlOPT基因在不同条件下的转录表达存在差异性和特异性,表明这些基因可能参与了灵芝中重要的生理代谢过程。在菌丝体生长阶段有6个基因(GlOPT1、GIOPT2、GIOP74、GlOP75、GIOPT77和GIOPT12)基因的相对表达量较高,在子实体生长阶段有3个基因(GlOPT3、GlOPT10和GlOPT72)的相对表达量较高;碳营养和氮营养胁迫下,在培养15 d的样品中有5个基因(GIOP71、GlOPT5、GIOPT6、GIOPT1和GlOPT13)的相对表达量下调,3个基因(GlOPT2、GlOPT4和GIOPT12)的相对表达量上调,在培养30天的样品中有4个基因(GlOPT4、GlOPT5、GlOPT10和GlOPT1)的相对表达量下调,5个基因(GIOPT1、GIOPT2、GIOPT3、GIOPT12和GIOPT13)的相对表达量上调;在不同金属胁迫下,在培养15天的样品中,3个基因(GlOPT11、GIOPT12和GlOPT13)在五种金属胁迫下的相对表达量下调,2个基因(GIOPT6和GlOPT10)基因的相对表达量仅在Cu2+胁迫下上调,在培养30天的样品中,Pb2+、Cd2+和Cu2+促进了绝大多数的寡肽转运蛋白基因的表达,Se4+进了部分基因的表达,而Fe2+促进了所有基因的表达。