园艺学报 ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (5): 1315-1328.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2025-0545
吴玉龙1, 王艺菲1, 刘高磊1,2, 王璐1, 赵之栋1, 王卓仁3, 肖扬1,*(
)
收稿日期:2025-11-13
修回日期:2025-12-01
出版日期:2026-05-25
发布日期:2026-05-26
通讯作者:
基金资助:
WU Yulong1, WANG Yifei1, LIU Gaolei1,2, WANG Lu1, ZHAO Zhidong1, WANG Zhuoren3, XIAO Yang1,*(
)
Received:2025-11-13
Revised:2025-12-01
Published:2026-05-25
Online:2026-05-26
Contact:
摘要:
测定了126个香菇菌株的耐热性表型,经全基因组关联分析,挖掘出与香菇耐热性相关的遗传位点,发现ABC转运蛋白基因LeABC2与香菇耐热性密切相关。通过RNAi技术沉默LeABC2基因后,转化子菌株在高温胁迫后恢复生长速度显著提升,临界耐热温度较野生型菌株提高。研究结果表明,LeABC2基因对香菇菌丝耐热性有负调控作用。
吴玉龙, 王艺菲, 刘高磊, 王璐, 赵之栋, 王卓仁, 肖扬. ABC转运蛋白基因LeABC2在香菇耐热性中的功能研究[J]. 园艺学报, 2026, 53(5): 1315-1328.
WU Yulong, WANG Yifei, LIU Gaolei, WANG Lu, ZHAO Zhidong, WANG Zhuoren, XIAO Yang. Study on the Function of ABC Transporter Gene LeABC2 in Thermotolerance of Lentinula edodes[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2026, 53(5): 1315-1328.
| 引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Primer sequence |
|---|---|
| ABC-DNA-F | TGGCTGTGGACAGTCTCTACAGTAT |
| ABC-DNA-R | GTCTAATACTACTTTAGAAC |
| ABC-cDNA-F | TGGCTGTGGACAGTCTCTACA |
| ABC-cDNA-R | GTCTAATACTACTTTAGAACG |
| ABC-RNAi-F | attgactgcttgaatggtaccCACACGAGGGCTCAGTCGC |
| ABC-RNAi-R | ctcgcagctcttcacgaattcGCAGTTTGCTGCAGACCCA |
| Leactin-F | ccacctcaaacttcggaattcGCAGTATTTATACCTACGGAGCGG |
| Leactin-R | tcttccgag CGTGAAGAGCTGCGAGTGTTG |
| Legpd-F | tgccactggcTGAAAAGACATGGATTGAGCCA |
| Legpd-R | tctagaggatccccgggTACCGTACATCCCTTGCTCTGC |
| qPCR-F | TGGTATTGGACCGTTGGATTT |
| qPCR-R | CGGCGAAAGAGACATAGTAGAAG |
| Leactin-qPCR-F | GCATCCTGTCCTTCTTACCGAG |
| Leactin-qPCR-R | AAGAGCGAAACCCTCGTAGATG |
| GPD-F | TTCGTTTCAGGCCTTGCCTC |
| HYG-R | CGGTGTCGTCCATCACAGTT |
表1 本研究所使用的引物
Table 1 Primer sequences used in this study
| 引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Primer sequence |
|---|---|
| ABC-DNA-F | TGGCTGTGGACAGTCTCTACAGTAT |
| ABC-DNA-R | GTCTAATACTACTTTAGAAC |
| ABC-cDNA-F | TGGCTGTGGACAGTCTCTACA |
| ABC-cDNA-R | GTCTAATACTACTTTAGAACG |
| ABC-RNAi-F | attgactgcttgaatggtaccCACACGAGGGCTCAGTCGC |
| ABC-RNAi-R | ctcgcagctcttcacgaattcGCAGTTTGCTGCAGACCCA |
| Leactin-F | ccacctcaaacttcggaattcGCAGTATTTATACCTACGGAGCGG |
| Leactin-R | tcttccgag CGTGAAGAGCTGCGAGTGTTG |
| Legpd-F | tgccactggcTGAAAAGACATGGATTGAGCCA |
| Legpd-R | tctagaggatccccgggTACCGTACATCCCTTGCTCTGC |
| qPCR-F | TGGTATTGGACCGTTGGATTT |
| qPCR-R | CGGCGAAAGAGACATAGTAGAAG |
| Leactin-qPCR-F | GCATCCTGTCCTTCTTACCGAG |
| Leactin-qPCR-R | AAGAGCGAAACCCTCGTAGATG |
| GPD-F | TTCGTTTCAGGCCTTGCCTC |
| HYG-R | CGGTGTCGTCCATCACAGTT |
| 菌株 Stain | 33 ℃ | 35 ℃ | 37 ℃ | 39 ℃ | 41 ℃ |
|---|---|---|---|---|---|
| 香430 Xiang 430 | 0.791 | 0.782 | 0.951 | 0.772 | — |
| 日丰34 Rifeng 34 | 0.952 | 0.852 | 0.870 | 0.471 | — |
| 香9 Xiang 9 | 0.843 | 0.804 | 0.743 | 0.457 | — |
| LEQC76 | 0.874 | 0.925 | 0.705 | 0.528 | — |
| LMLH14 | 0.795 | 0.756 | 0.684 | 0.516 | — |
| GAN059 | 0.602 | 0.796 | 0.783 | 0.580 | — |
| LMLHL17 | 0.992 | 0.992 | 0.350 | 0.400 | — |
| LMLH11 | 0.876 | 0.723 | 0.729 | 0.455 | — |
| LEQC79 | 0.792 | 0.785 | 0.721 | 0.298 | — |
| LPZH211 | 0.805 | 0.805 | 0.758 | 0.405 | — |
| 均值Mean | 0.832 | 0.822 | 0.729 | 0.488 | — |
| 标准差 Standard deviation | 0.101 | 0.077 | 0.148 | 0.120 | — |
表2 香菇10个代表性菌株菌丝体在不同高温下的耐热系数(R)
Table 2 Mycelial thermotolerance coefficients among the ten representative strains of Lentinula edodes under different high temperatures
| 菌株 Stain | 33 ℃ | 35 ℃ | 37 ℃ | 39 ℃ | 41 ℃ |
|---|---|---|---|---|---|
| 香430 Xiang 430 | 0.791 | 0.782 | 0.951 | 0.772 | — |
| 日丰34 Rifeng 34 | 0.952 | 0.852 | 0.870 | 0.471 | — |
| 香9 Xiang 9 | 0.843 | 0.804 | 0.743 | 0.457 | — |
| LEQC76 | 0.874 | 0.925 | 0.705 | 0.528 | — |
| LMLH14 | 0.795 | 0.756 | 0.684 | 0.516 | — |
| GAN059 | 0.602 | 0.796 | 0.783 | 0.580 | — |
| LMLHL17 | 0.992 | 0.992 | 0.350 | 0.400 | — |
| LMLH11 | 0.876 | 0.723 | 0.729 | 0.455 | — |
| LEQC79 | 0.792 | 0.785 | 0.721 | 0.298 | — |
| LPZH211 | 0.805 | 0.805 | 0.758 | 0.405 | — |
| 均值Mean | 0.832 | 0.822 | 0.729 | 0.488 | — |
| 标准差 Standard deviation | 0.101 | 0.077 | 0.148 | 0.120 | — |
图3 126个香菇菌株在37 ℃高温胁迫下的耐热系数分布图
Fig. 3 The frequency distribution of the thermotolerance coefficients of the 126 Lentinula edodes strains under 37 ℃ high temperature stress
图4 126 个香菇菌株耐热性状的全基因组关联分析 A:耐热性关联SNP的曼哈顿图。黑色虚线是全基因组显著阈值(P = 9.03 × 10-7,Zhang et al.,2002),用于筛选与性状强关联的位点,箭头所指为基因组第34 Scaffolds上的SNP(位置:34:208168),显著高于全基因组阈值,提示其与耐热性高度相关。B:分位数—分位数(QQ)图。对角线(虚线)为理想情况下,若所有SNP与性状无关联,观测值应沿对角线分布
Fig. 4 Genome-wide association study of the thermotolerance traits in the 126 Lentinula edodes strains A:Manhattan plot of SNPs associated with thermotolerance. The black horizontal dashed line indicates the genome-wide significance threshold(P = 9.03 × 10-7,Zhang et al.,2002)used to screen for loci strongly associated with the trait. The arrow points to a SNP on Scaffold_34(position:34:208168)whose value significantly exceeded the genome-wide threshold,suggesting a strong association with thermotolerance. B:Quantile-quantile(Q-Q)plot. The diagonal dashed line represents the expected distribution of observed values if no SNPs were associated with the trait. The deviation of observed points from this line indicates potential trait-associated SNPs
图6 重组质粒LeABC2-RNAi载体图谱及验证 M1:BM2000 + DNA Marker;1 ~ 8:阳性RNAi大肠杆菌转化子
Fig. 6 Vector map and identification of the recombinant plasmid LeABC2-RNAi M1:BM2000 + DNA Marker;1-8:Positive RNAi transformants of E. coli
图7 转化子PCR鉴定 A:阳性农杆菌菌落PCR鉴定(M1:BM2000+ DNA Marker;1 ~ 12:阳性RNAi农杆菌转化子);B:用引物GPD-F和HYG-R鉴定RNAi转化子基因片段(M1:BM 2000+ DNA Marker;1 ~ 10:RNAi转化子RNAi-1 到 RNAi-10;11:LeABC2-RNAi质粒作为阳性对照;12:S606的DNA作为阴性对照;13:空载对照DNA作为阴性对照;14:无菌水作为阴性对照)
Fig. 7 PCR identification of the transformants A:PCR identification of positive Agrobacterium colonies(M1:BM2000+ DNA marker,1-12:Positive RNAi transformants of Agrobacterium);B:Identification of the gene fragment from RNAi transformants with primers GPD-F and HYG-R(M1:BM 2000+ DNA marker;1-10:RNAi transformants RNAi-1 to RNAi-10;11:Plasmid LeABC2-RNAi used as positive control;12:DNA from S606 used as negative control;13:DNA from control used as negative control;14:Sterile water used as negative control)
图8 qRT-PCR检测LeABC2转化子基因表达水平 S606:野生型菌株;对照:空载菌株;R-1和R-2:RNAi转化子菌株
Fig. 8 qRT-PCR determination of the relative expression level of LeABC2 in the transformants S606:Wild-type strain;Control:Control strain;R-1 and R-2:RNAi transformants ** P < 0.01
图9 不同温度热激后香菇菌株生长情况
Fig. 9 Growth conditions of Lentinula edodes strains after heat stress under different temperatures ** P < 0.01,*** P < 0.001,**** P < 0.0001
| [1] |
|
| [2] |
doi: 10.1016/j.cois.2024.101200 URL |
| [3] |
|
| [4] |
|
|
鲍蕊. 2015. 大球盖菇高产栽培关键技术研究[硕士论文]. 杨凌: 西北农林科技大学.
|
|
| [5] |
|
|
曹现涛, 边银丙, 肖新军, 李进山, 王刚正. 2015. 高温胁迫对香菇菌丝生长及其抗哈茨木霉能力的影响. 食用菌学报, 22 (4):81-85,95.
|
|
| [6] |
|
|
常婷婷, 赵妍, 杨焕玲, 宋晓霞, 余昌霞, 查磊, 董沁, 陈明杰. 2021. 食药用菌高温胁迫应答研究进展. 食用菌学报, 28 (1):124-134.
|
|
| [7] |
|
|
陈道波, 王妍, 教瑜, 肖琛闻, 王艳丽, 孙国昌. 2021. ABC转运蛋白结构及在植物病原真菌中的功能研究进展. 生物化学与生物物理进展, 48 (3):309-316.
|
|
| [8] |
|
|
陈佳悦, 段英明, 周雁, 肖扬, 边银丙, 龚钰华. 2024. 香菇ALDH家族基因鉴定、表达及功能分析. 园艺学报, 51 (5):1033-1046.
|
|
| [9] |
pmid: 16820223 |
| [10] |
doi: 10.1128/MMBR.00031-07 pmid: 18535149 |
| [11] |
doi: 10.3390/jof8040401 URL |
| [12] |
doi: 10.1021/jm100054f URL |
| [13] |
|
|
付青贤, 叶钦勇. 2019. 热休克蛋白60在神经系统疾病作用的研究进展. 国际神经病学神经外科学杂志, 46 (3):341-345.
|
|
| [14] |
doi: 10.1016/j.scienta.2022.111417 URL |
| [15] |
doi: 10.2174/1567201043480036 URL |
| [16] |
doi: 10.1093/bioinformatics/btu817 URL |
| [17] |
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb16080094 |
|
贾丹莉, 杨治平, 郭军玲, 郭彩霞, 王永亮. 2017. 6种玉米品种耐盐性筛选. 中国农学通报, 33 (11):1-8.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb16080094 |
|
| [18] |
doi: 10.1016/j.febslet.2005.12.050 pmid: 16406363 |
| [19] |
|
| [20] |
doi: 10.1002/feb2.v595.6 URL |
| [21] |
|
| [22] |
|
| [23] |
|
| [24] |
doi: 10.3390/agriculture14112023 URL |
| [25] |
doi: 10.3389/fmicb.2022.1009885 URL |
| [26] |
doi: 10.1038/nmeth.1681 pmid: 21892150 |
| [27] |
|
| [28] |
|
|
刘高磊. 2017. 中国香菇重要性状的全基因组关联分析[硕士论文]. 武汉: 华中农业大学.
|
|
| [29] |
doi: 10.1016/j.micres.2018.02.006 URL |
| [30] |
doi: 10.1186/s12870-023-04638-5 pmid: 38057725 |
| [31] |
|
|
刘岩岩, 李红, 王红, 赵玉梅, 曹君, 刘贺, 刘俊杰. 2023. 温度胁迫对黑木耳菌丝相关酶活性的影响. 中国食用菌, 42 (2):40-44.
|
|
| [32] |
|
| [33] |
doi: 10.1007/s00018-004-4464-6 pmid: 15770419 |
| [34] |
doi: 10.1007/s10681-025-03514-7 |
| [35] |
|
| [36] |
|
| [37] |
|
| [38] |
|
| [39] |
doi: 10.21273/HORTSCI.36.1.136 URL |
| [40] |
doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.130610 URL |
| [41] |
doi: 10.1007/s11103-010-9682-8 URL |
| [42] |
doi: 10.1038/nature21414 |
| [43] |
doi: 10.1016/j.tplants.2008.02.001 pmid: 18299247 |
| [44] |
|
|
王波, 唐利民, 熊鹰, 姜邻, 鲜灵. 2004. 香菇菌株菌丝和子实体生长耐高温试验研究. 吉林农业大学学报,(2):145-147.
|
|
| [45] |
doi: 10.1016/j.fgb.2018.07.002 URL |
| [46] |
|
| [47] |
|
| [48] |
doi: 10.13346/j.mycosystema.200386 |
|
王倩, 黄建春, 卜乐男, 郝海波, 隽加香, 肖婷婷, 陈辉, 张津京. 2021. 双孢蘑菇对高温胁迫的响应及耐热机理. 菌物学报, 40 (6):1400-1412.
doi: 10.13346/j.mycosystema.200386 |
|
| [49] |
|
|
吴政, 蒋文翔, 胡霞菲, 张泽霖, 王晓清, 叶晴, 贺浩华, 胡丽芳. 2024. ABC转运蛋白对植物花药发育的影响. 分子植物育种,(2):145-147.
|
|
| [50] |
|
|
徐如强, 孙其信, 张树榛. 1998. 不同冬小麦品种对高温胁迫反应的研究. 中国农业大学学报,(1):99-104.
|
|
| [51] |
doi: 10.1038/ng.608 pmid: 20562875 |
| [52] |
|
|
杨沁閻, 李巧珍, 向泉桔, 尚晓冬, 章炉军, 辜运富. 2024. 香菇“沪香F2”自交群体产量等性状的GWAS分析. 四川农业大学学报, 42 (6):1280-1291.
|
|
| [53] |
doi: 10.1186/s12934-021-01572-9 |
| [54] |
|
|
翟中会, 陈希南, 王娟. 2008. 利用Primer Premier 5.0进行引物设计. 西北医学教育,(4):695-698.
|
|
| [55] |
doi: 10.1016/j.jare.2021.09.008 URL |
| [56] |
doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e18360 URL |
| [57] |
doi: 10.1111/pce.v46.5 URL |
| [58] |
doi: 10.3390/ijms20092330 URL |
| [59] |
|
|
钟海英. 2023. 热胁迫下香菇LeSKP1基因功能及生长素快速响应基因分析[硕士论文]. 武汉: 华中农业大学.
|
| [1] | 李莹, 郭宇玲, 赵悦, 杨巧敏, 陈涛, 安雨畅, 毛张亮, 逯明辉. 辣椒U-Box蛋白基因CaPUB18的耐热功能分析[J]. 园艺学报, 2026, 53(4): 1175-1188. |
| [2] | 徐珍, 宋晓霞, 杨慧, 尚晓冬, 宋春艳, 张美彦. 香菇新品种‘申香050’[J]. 园艺学报, 2025, 52(S2): 175-176. |
| [3] | 孙文静, 李小艳, 张静允, 周辉, 黄小军, 马锋旺, 龚小庆. 苹果肌醇-1-磷酸合成酶基因MdMIPS1参与高温胁迫应答的功能分析[J]. 园艺学报, 2025, 52(12): 3143-3156. |
| [4] | 周小林, 林俊轩, 李彩霞, 孙美华, 白龙强, 侯雷平, 苗妍秀. 外源谷胱甘肽对高温胁迫下叶用莴苣光合特性的影响[J]. 园艺学报, 2025, 52(10): 2761-2773. |
| [5] | 田雯, 李子琛, 王霖, 王大江, 王昆, 孙思邈, 王广艺, 刘昭, 路翔, 冯建荣, 高源. 苹果重要性状全基因组关联分析研究进展[J]. 园艺学报, 2024, 51(7): 1565-1579. |
| [6] | 陈佳悦, 段英明, 周雁, 肖扬, 边银丙, 龚钰华. 香菇ALDH家族基因鉴定、表达及功能分析[J]. 园艺学报, 2024, 51(5): 1033-1046. |
| [7] | 张正海, 王永富, 吴华茂, 于海龙, 曹亚从, 冯锡刚, 王立浩. 辣椒重要性状遗传定位与候选基因研究进展[J]. 园艺学报, 2024, 51(3): 669-696. |
| [8] | 董舒超, 洪骏, 凌嘉怡, 谢紫欣, 张胜军, 赵丽萍, 宋刘霞, 王银磊, 赵统敏. 番茄抗旱性的全基因组关联分析[J]. 园艺学报, 2024, 51(2): 229-238. |
| [9] | 徐琴, 王嘉颖, 张曼楠, 萧志浩, 郑涵楷, 卢永恩, 王涛涛, 张余洋, 张俊红, 叶志彪, 叶杰. 番茄苗期耐盐相关遗传位点鉴定及分子标记开发[J]. 园艺学报, 2024, 51(2): 239-252. |
| [10] | 卜文轩, 姚奕平, 黄宇, 杨星宇, 罗小宁, 张旻桓, 雷维群, 王政, 田珈宁, 陈露洁, 秦莉萍. ‘呼红’牡丹高温胁迫响应生理与转录组分析[J]. 园艺学报, 2024, 51(12): 2800-2816. |
| [11] | 王海珍, 应瑶琳, 王雨晴, 吕瑞恒, 韩路. 软枣猕猴桃品种耐热性差异分析与评价[J]. 园艺学报, 2024, 51(12): 2857-2870. |
| [12] | 张力岚, 杨军, 王让剑. 茶树苯乙醇樱草糖苷含量相关遗传位点的挖掘[J]. 园艺学报, 2024, 51(1): 77-90. |
| [13] | 龚光禄 , 刘宏宇 , 杨通静 , 王思丽 , 胡腾文 , 陈孟谈 , 刘倾城 , 黄万兵 , 卢颖颖 , 尚念杰 , 黄晓润 , 桂 阳 , 朱国胜 , . 香菇新品种‘蓝梦 1 号’[J]. 园艺学报, 2023, 50(S1): 85-86. |
| [14] | 代红军, 魏强, 贺琰, 汪月宁, 王振平. 油菜素内酯对高温胁迫下葡萄花色苷合成及果实品质的影响[J]. 园艺学报, 2023, 50(8): 1711-1722. |
| [15] | 坎智勇, 张德辉, 李中兴, 余思思, 钱谦, 樊天乐, 李雪薇, 马锋旺, 管清美. 90个苹果品种耐寒性评价和全基因组关联分析[J]. 园艺学报, 2023, 50(5): 921-932. |
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