本发明属于基因工程领域和食用菌育种,尤其是一种高产、促生长、抗褐变及抗病性强的双孢菇菌种、基因、载体、方法及应用。
背景技术:
1、双孢菇(agaricus bisporus)是世界上广泛栽培的食用菌之一,含有丰富营养价值,是优质的植物蛋白来源,含有多种维生素,还能够预防儿童佝偻病和成人的骨质疏松症,促进肠道有益菌的生长,并且可以降低胆固醇的吸收,对心血管健康有益。我国是双孢菇的生产和消费大国,食用菌产业在我国农业和农村经济发展中占据重要地位。随着人们生活水平的提高和对健康饮食的重视,双孢菇的市场需求不断增长。
2、双孢菇采后由于生理代谢和机械刮擦等原因极易产生褐变。褐变会导致双孢菇的色泽发生变化,降低了产品的视觉品质,让消费者认为其不新鲜、品质不佳,从而降低消费者的购买意愿,影响产品的销售。同时,褐变的发生意味着双孢菇的生理状态发生了变化,缩短了其货架期。为了减少双孢菇的褐变,需要采取一系列的保鲜措施,如低温冷藏、气调包装、使用保鲜剂等,这增加了生产成本。
3、国外在双孢菇菌种选育方面取得了更为显著的进展。一些发达国家已经建立了完善的菌种选育体系,通过先进的生物技术手段,培育出了具有高产、优质、抗病、抗逆境等多种优良性状的双孢菇菌种。这些菌种在推广应用过程中表现出色,显著提高了双孢菇的产量和品质。此外,国外菌种生产单位规模较大、技术先进,能够生产出高质量的菌种,为双孢菇产业的发展提供了有力保障,但国外菌种价格高,使用周期短。
4、在双孢菇菌种选育领域,国内科研人员已经通过基因工程、诱变育种等先进手段,成功培育出了一系列高产、优质、抗病的双孢菇菌种。尽管这些成果在一定程度上推动了食用菌产业的发展,但在实际应用中,这些菌种仍面临一些亟待解决的问题:
5、抗病能力有限:尽管部分菌种展现出一定的抗病性,但在面对特定病原体,如双孢菇褐斑病等严重病害时,现有的菌种往往难以提供有效的抵抗力。这不仅限制了菌种的生长和发育,还可能导致整个种植周期的失败,给农户带来经济损失。
6、生长促进效果不明显:现有的双孢菇菌种在生长促进方面表现平平,缺乏有效的生长刺激机制,导致生长周期长,生长速度慢,影响整体产量和经济效益。
7、抗褐变效果有限:现有双孢菇菌种在抗褐变方面的表现并不理想。双孢菇在采后易发生由酶促酚类化合物氧化所引起的褐变,常温下货架期通常只有1~3天。这种褐变现象严重影响了双孢菇的市场价值和消费者接受度。
8、针对上述问题,本发明通过创新的定向分子改造技术,成功培育出了一种高产量、促生长、抗褐变、抗病能力强的双孢菇菌种。该菌种不仅在环境适应性上表现出色,能够在多变的气候条件下保持稳定的生长和高产出,而且在抗病性方面也有显著提升,能有效抵抗双孢菇褐斑病等主要病害。此外,本发明的菌种还具有促进生长的特性,能够缩短生长周期,提高生长速度,从而显著提升产量和经济效益。这些特性使得本发明的菌种在食用菌产业中具有广泛的应用前景和市场竞争力。
9、经检索本发明在国内外未见公开报道,在国内外未见公开使用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处,提供一种高产、促生长、抗褐变及抗病性强的双孢菇菌种、基因、载体、方法及应用。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
3、一种abmyb11基因在提高双孢菇产量中的应用,所述abmyb11基因在ncbi数据库中登录号为:xm_006459610.1,并在ncbi数据库中标记为hypothetical protein。
4、一种abmyb11基因在双孢菇的促生长、抗褐变、增强抗病能力中的应用,所述abmyb11基因的序列在ncbi数据库中登录号为:xm_006459610.1,并在ncbi数据库中标记为hypothetical protein。
5、一种促高产、促生长、抗褐变及抗病性强的双孢菇abmyb11超表达载体,所述超表达载体是将abmyb11与pcambia1303载体进行连接,构建为完整质粒,进行酶切验证和测序验证,得到的正确的质粒;
6、其中,所述abmyb11基因的序列在ncbi数据库中登录号为:xm_006459610.1,并在ncbi数据库中标记为hypothetical protein。
7、如上所述的abmyb11超表达载体在双孢菇的促生长、抗褐变、增强抗病能力中的应用。
8、一种包含如上所述的abmyb11超表达载体的高产、促生长、抗褐变及抗病性强的双孢菇菌种。
9、如上所述的双孢菇菌种的构建方法,构建时使用农杆菌介导进行外源基因转化至双孢菇。
10、进一步地,包括如下步骤:
11、abmyb11超表达载体的构建:首先对pcambia1303型载体进行图谱分析,并将camv35s启动子替换为abgpd启动子,命名为pcambia1303,获得所需空载;然后将abmyb11基因进行超表达后再与空载连接,通过酶切验证和测序分析正确后,即获得
12、pcambia1303-abmyb11-oe即abmyb11超表达载体;
13、将连接好的质粒化转到农杆菌中并对双孢菇进行侵染,通过抗性筛选和abmyb11基因表达量测定筛选后;选取目标菌种进行出菇试验,并对长出的双孢菇子实体进行抗褐变能力测定和抗病能力测定,最后对含有超表达abmyb11基因且长势良好的目的菌种进行保存,得到双孢菇菌种。
14、进一步地,所述筛选包括初筛和复筛两个步骤,筛选出在含有潮霉素培养基中长势较好菌丝的菌种作为目标菌种;提取目标菌种的rna,进行abmyb11基因表达量的测定。
15、进一步地,初筛和复筛两个步骤具体为:将转化后的组织块转移到初筛mmp培养基上,24℃培养2周;挑取新生长的菌丝移植到复筛mmp培养基上,24℃培养2周;
16、其中,初筛mmp培养基的配方为:每称取10.0g maltextract即麦芽提取物,5.0gmycological peptone即真菌蛋白胨,2.1g mops即3-(n-吗啉)丙磺酸,用蒸馏水充分溶解,用1m koh调节ph至7.0,定容至1l;抗生素终浓度为:30μg/ml的潮霉素b,200μm的头孢噻肟,20μg/ml的利福平,50μg/ml的卡那霉素和氨苄青霉素;
17、下述实施例中,复筛mmp培养基的配方为:每称取10.0g maltextract即麦芽提取物,5.0g mycological peptone即真菌蛋白胨,2.1g mops即3-(n-吗啉)丙磺酸,用蒸馏水充分溶解,用1m koh调节ph至7.0,定容至1l;抗生素终浓度为:50μg/ml的潮霉素b,17μg/ml的盐酸四环素,50μg/ml的卡那霉素和氨苄青霉素。
18、本发明取得的优点和积极效果为:
19、1、本发明对abmyb11超表达和沉默的双孢菇材料构建及抗病特性研究,验证说明了abmyb11基因能在pcambia1303载体上良好表达。
20、2、本发明连接好的pcambia1303-abmyb11-oe和pcambia1303-abmyb11-rnai质粒能够在抗性条件下良好表达,并能够在双孢菇上进行转化。
21、3、本发明的超表达abmyb11双孢菇菌种特性:
22、(1)菌丝生长情况:在pda培养基中,超表达较野生型相比,生长密集。
23、(2)双孢菇生长情况:在出菇试验中,超表达较野生型相比,生长速度快,产量高,抗褐变和抗病能力强。
24、4、本发明获得的菌种可以保存,并可实际生产使用,提高双孢菇种植质量和生产价值,用于双孢菇抗病优化。因此该菌种的研究对提高双孢菇质量具有重要的现实意义。
25、5、本发明利用改变双孢菇体内的基因来提高抗病能力,为实现产业化生产做好准备。
26、6、本发明探究出子实体的发育过程受到多种基因的调控,其中myb基因在双孢菇子实体发育中可能参与调控细胞形态发生、组织分化和生殖发育等多个过程。myb基因在双孢菇中超表达后,可以提高蘑菇在生长过程中对环境的抗性作用,延缓褐变的发生,促进菌菇的生长,从而达到提高产量的目的。
27、7、本发明从基因水平进行研究,提高了双孢菇抗性品质并缓解了市场供应不足的局面,提供了一种促生长、抗褐变、抗病强的双孢菇菌种,以解决双孢菇易褐变、产量低等问题。
28、8、本发明构建abmyb11超表达和沉默型转基因材料:利用pcambia1303表达载体构建abmyb11超表达和沉默载体;在此基础上,采用农杆菌介导转化方法,将构建好的两种载体转入双孢菇中,筛选具有潮霉素抗性的转化子,并对抗性转化子进行abmyb11的基因表达量分析,获得abmyb11超表达和沉默的双孢菇材料,测定abmyb11超表达和沉默的双孢菇的抗褐变能力和抗病能力。