基于转录组和加权基因共表达网络的广叶绣球菌木质纤维素降解特性分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 肖冬来

作者： 肖冬来;马璐;杨驰;刘晓瑜;林辉;江晓凌

作者机构：

关键词： 广叶绣球菌;转录组分析;木质纤维素降解;加权基因共表达网络分析

期刊名称： 微生物学报

ISSN： 0001-6209

年卷期： 2023 年 010 期

页码： 4016-4033

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】分析广叶绣球菌（Sparassis latifolia）在不同木质纤维素诱导条件下基因表达差异，为广叶绣球菌木质纤维素降解关键基因和分子机制研究提供参考。【方法】以松木、杉木、甘蔗渣和天然堆积发酵后的杉木和发酵后的甘蔗渣为碳源，在液体培养条件下培养诱导广叶绣球菌，对其转录组进行测序研究，并对不同木质纤维素诱导样本进行加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis,WGCNA）。【结果】杉木培养与松木培养比较组差异表达基因最少（20个），蔗渣培养与松木培养比较组差异表达基因最多（486个）。基因本体（gene ontology,GO）富集分析结果表明，差异表达基因主要涉及氧化还原酶活性、单加氧酶活性和铁离子结合活性等，京都基因和基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）通路富集分析结果表明，差异表达基因主要涉及戊糖和葡萄糖醛酸转换、甲烷代谢和乙醛酸盐和二羧酸盐代谢等通路。发酵甘蔗渣为碳源培养时，纤维素和半纤维素降解相关的糖苷水解酶基因表达量总体上较高，而未发酵的松木、杉木和甘蔗渣为碳源培养时木质素降解或修饰相关的碳水化合物辅助酶基因表达量总体上较高。利用WGCNA共鉴定出10个共表达模块，其中green模块与未发酵蔗渣诱导显著正相关，blue模块与发酵甘蔗渣诱导显著正相关，magenta和turquoise模块与发酵杉木诱导显著正相关。GO富集分析结果表明，turquoise模块内基因显著富集到尿素跨膜转运子活性、甲基转移酶活性和单加酶活性等，blue模块基因显著富集到水解酶活性和β-甘露糖苷酶活性。KEGG通路富集分析结果表明，blue模块内基因显著富集的通路有半乳糖代谢、果糖和甘露糖代谢、苯丙氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢等。通过构建互作网络图挖掘到12个核心基因，其可能参与了基质降解及相关基因的表达调控。【结论】不同木质纤维素类型显著影响了广叶绣球菌木质纤维素降解基因的差异表达轮廓，这种差异反映了广叶绣球菌对不同木质纤维素特异的降解策略。

分类号： Q939.9

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