调控金针菇子实体发育的转录因子PDD1及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种调控金针菇子实体发育的转录因子PDD1及其编码基因与应用。本发明专利技术的转录因子PDD1的编码基因序列如序列表中序列1所示；该转录因子的氨基酸序列如序列表中序列2所示。本发明专利技术通过在金针菇中进行pdd1的过表达和RNAi实验发现，pdd1是金针菇菌丝生长和子实体发育过程中必需的正调控因子，影响着金针菇原基期和成熟期，子实体数量、高度及湿重。本发明专利技术还公开了一株具有出菇周期短、产量高的金针菇突变菌株(pdd1OE#31)，不仅具有提前进入成熟期的特性，还能够提高金针菇的产量，缩短金针菇的生产周期，减少能耗和人工成本，具有巨大的应用前景。

Transcription factor PDD1 and its coding genes regulating the development of Flammulina velutipes fruiting bodies and their applications

The invention discloses a transcription factor PDD1 regulating the development of Flammulina velutipes fruiting body, a coding gene and application thereof. The coding gene sequence of the transcription factor PDD 1 is shown as sequence 1 in the sequence table, and the amino acid sequence of the transcription factor PDD 1 is shown as sequence 2 in the sequence table. The overexpression of pdd1 in Flammulina velutipes and the experiment of RNAi show that pdd1 is a necessary positive regulator in the process of Flammulina velutipes mycelium growth and fruiting body development, which affects Flammulina velutipes primordium and maturity, fruiting body number, height and wet weight. The invention also discloses a Flammulina velutipes mutant strain (pdd1OE # 31) with short mushroom producing period and high yield, which not only has the characteristics of advancing to maturity, but also can increase the yield of Flammulina velutipes, shorten the production cycle of Flammulina velutipes, reduce energy consumption and labor cost, and has a great application prospect.

【技术实现步骤摘要】
调控金针菇子实体发育的转录因子PDD1及其编码基因与应用
本专利技术涉及基因工程
，具体涉及一个正向调控金针菇(Flammulinavelutipes)菌丝生长和子实体发育的转录因子PDD1，以及一株具有出菇周期短、产量高的pdd1过表达突变菌株(pdd1OE#31)。
技术介绍
金针菇(Flammulinavelutipes)又名冬菇、朴菇、毛柄金钱菇等，是典型的担子类食用菌，在全世界尤其是亚洲国家广泛栽培。金针菇含有丰富的蛋白质、膳食纤维和糖类，此外还含有丰富的维生素B1、B2、B3和维生素C、D、E。金针菇作为一种传统的食用菌，不仅具有丰富的营养价值，而且具有重要的药用价值。近年来的研究表明，金针菇具有抗肿瘤、延长寿命、降低胆固醇、抗疲劳、免疫调节等功效。这些营养和药用价值都是以子实体为实现载体，子实体的产量和质量直接决定了营养和药用的价值。近年来随着金针菇大面积种植，陆续有许多关于金针菇增产技术和方法的研究，主要包括营养条件的优化和遗传育种。营养条件的优化包括改良栽培方式、优化栽培料配方和添加促增产物质。比如采用窄袋栽培、红光诱导出菇、卧式两头出菇等栽培方式促进子实体生长，或者选用更合适的碳源、氮源，用稻壳代替玉米芯促进菌丝生长，或者通过外源添加三十烷醇、特效植物营养素(SPNE)、黄豆面等物质刺激子实体产生等方式。但是，这些方法侧重对外部环境进行改变以适应菌株生长，增产能力有限，而且需要考虑成本。而遗传育种是针对菌株自身做出改变去适应环境的变化，目前应用于金针菇遗传育种的方式主要包括自然选育、诱变育种、杂交育种和基因工程育种，比如经过自然选育和诱变得到出菇周期短的“三明一号”、抗霉能力强的“西师8001”和高产的“辐金一号”等优良性状菌株，以及经过不同亲本交配得到的早熟金针菇“农金六号”、抗病金针菇A45等。以上三种育种方法在分子生物学发展初期较为常用，虽然能选育出性状优良的菌株，但是筛选较为盲目，而且耗费人工和时间。另外一种是基因工程育种，目标明确，周期较短，但是此方法需要基于对调控子实体发育基因的深入理解。随着分子生物学在金针菇中的应用，逐渐有一些关于金针菇子实体发育基因的报道。如fvh1在金针菇子实体发育时期高表达，疏水蛋白编码基因Fv-hyd1过表达后使原基形成提前，组氨酸激酶基因和GATAZincfinger转录因子参与冷诱导原基形成过程，Mads8、N1477、HK535基因在原基和菌丝中有差异表达，敲低腺苷脱氨酶编码基因Fv-ada会抑制金针菇菌丝生长，苯丙氨酸氨裂解酶编码基因Fvpal的表达与金针菇子实体形成相关，金针菇交配型基因的分析，漆酶编码基因参与金针菇子实体的形成，过表达Fv-JRL1促进金针菇菌丝生长和子实体发育，但是这些研究局限于对基因结构或者基因功能的研究，对其基因在金针菇中的应用还有待开展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何调控金针菇菌丝生长和子实体发育，培育出产量高、出菇周期短的金针菇。为了解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种可调控金针菇菌丝生长和子实体发育的蛋白质。本专利技术提供的可调控金针菇菌丝生长和子实体发育的蛋白质的名称为PDD1，所述PDD1蛋白质是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列2所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。表1、标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRPoly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL上述c)中的蛋白质，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。上述c)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述c)中的蛋白质的编码基因可通过将序列1所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。上述d)中，“同源性”包括与本专利技术的序列2所示的氨基酸序列具有75％或更高，或80％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同源性的氨基酸序列。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了与PDD1蛋白质相关的生物材料。本专利技术提供的与PDD1蛋白质相关的生物材料为下述A1)至A8)中的任一种：A1)编码PDD1蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物。上述生物材料中，A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列1所示的cDNA分子或基因组DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码PDD1蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码PDD1蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码PDD1蛋白质的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有编码PDD1蛋白质的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码PDD1蛋白质且具有相同功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的编码序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。上述生物材料中，A2)所述的含有编码PDD1蛋白质的核酸分子的表达盒是指能够在宿主细胞中表达pdd1的DNA，该DNA不但可包括启动pdd1转录的启动子，还可包括终止pdd1转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子序列。在本专利技术的具体实施例中，所述启动子具体为gpd启动子片段，所述终止子具体为trpC终止子片段。可用现有的表达载体构建含有所述pdd1基因表达盒的重组载体。上述生物材料中，所述载体可为质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。上述生物材料中，所述微生物可为酵母、细菌、藻或真菌，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蛋白质，是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.蛋白质，是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。2.与权利要求1所述的蛋白质相关的生物材料，为下述A1)至A8)中的任一种：A1)编码权利要求1所述的蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物。3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其特征在于：A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列1所示的cDNA分子或基因组DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码权利要求1所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码权利要求1所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。4.权利要求1所述的蛋白质或权利要求2或3所述的相关生物材料在如下(b1)-(b6)中任一种应用：(b1)调控金针菇菌丝生长；(b2)调控金针菇子实体发育；(b3)提高金针菇生物量和/或产量；(b4)缩短金针菇的出菇周期；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李少杰，吴塔菊，孙宪昀，张振颖，
申请(专利权)人：中国科学院微生物研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11