CN110923258A - 一种真姬菇的遗传转化方法 - Google Patents

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尚俊军
鲍大鹏
杨瑞恒
李焱
周陈力
李燕
万佳宁
唐利华
茅文俊
汪滢
龚明
邹根
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    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
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Abstract

本发明涉及一种真姬菇的遗传转化方法,包括收集节孢子和转化农杆菌等。本发明利用来源于杏鲍菇中的萎锈灵抗性基因作为筛选标记,以农杆菌为介导,为通过遗传方法改良真姬菇品种奠定了基础,具有良好的市场应用前景。

Description

一种真姬菇的遗传转化方法
技术领域
本发明属于分子生物学领域,特别涉及一种真姬菇的遗传转化方法。
背景技术
真姬菇是一种在我国被工厂化大量栽培的食用菌,营养价值高,具有很大的市场价值。另外有报道表明真姬菇的子实体具有抗黑色素瘤物质,具有潜在的药用价值。传统的杂交育种被用来改进栽培品种的口感和缩短生产周期。遗传转化是更快捷有效的改良品种农艺性状的方法。
目前真姬菇遗传转化主要是以原生质体作为转化材料。原生质体的制备需要用融壁酶消化菌丝来去除细胞壁,操作比较繁琐。另外原生质体需要保存在高渗溶液中,比较脆弱而且容易在操作和离心过程中破碎。制备好的原生质体有很多丢失了细胞核,导致在遗传转化后的再生率低。
某些担子菌在特定的培养条件下会产生无性孢子。节孢子是无性孢子的一种,它是由营养菌丝的细胞产生隔膜然后断裂形成的。先前已有研究培养真姬菇的单核菌丝能产生大量的节孢子,但到目前为止没有文献报道真姬菇的节孢子能用于遗传转化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种真姬菇的遗传转化方法,该方法利用来源于杏鲍菇中的萎锈灵抗性基因作为筛选标记,以农杆菌为介导,为通过遗传方法改良真姬菇品种奠定了基础,具有良好的市场应用前景。
本发明提供了一种真姬菇的遗传转化方法,包括:
(1)挑取含有转化质粒pTSdi-GUS的EHA105农杆菌单克隆,接菌到含有利发霉素和卡那霉素的LB液体培养基中,经摇床培养得到农杆菌菌液用于侵染;
(2)将上述农杆菌菌液与重悬于IM液体培养基的真姬菇节孢子混合进行侵染,随后涂布到含琼脂的IM液体培养基上,遮光培养;最后用吐温-20洗下IM固体培养基上的节孢子,涂布在含有萎锈灵和头孢噻肟霉素的YMG平板上进行筛选,得到真姬菇转化子。
所述步骤(1)中的LB液体培养基的组成为:10g/L胰蛋白胨,5g/L酵母提取物,5g/LNaCl,pH 7.0。
所述步骤(2)中的IM液体培养基的组成为:10mM K2HPO4,10mM KH2PO4,2.5mMNaCl,2mM MgSO4·7H2O,0.7mM CaCl2,9μM FeSO4·7H2O,4mM(NH4)2SO4,10mM葡萄糖,0.5%甘油,0.2mM乙酰丁香酮,40mM 2-(N-吗啉基)乙磺酸,pH 5.6。
所述步骤(2)中的YMG平板的组成为:1%葡萄糖,1%麦芽提取物,0.4%酵母提取物,2%琼脂,pH7.0。
所述步骤(2)中的萎锈灵浓度为2μg/mL,头孢噻肟霉素浓度为300μg/mL。
有益效果
本发明利用来源于杏鲍菇中的萎锈灵抗性基因作为筛选标记,以农杆菌为介导对真姬菇的节孢子成功进行了遗传转化。到目前为止公开报道的真姬菇转化都以原生质体作为转化材料,原生质体的制备比较繁琐,需要保存在高渗溶液中,比较脆弱而且容易在操作和离心过程中破碎,不是理想的转化材料。本发明以节孢子作为转化材料,简化了真姬菇的遗传转化步骤,加快了外源基因导入的效率。另外本发明成功将杏鲍菇中的萎锈灵抗性基因作为筛选标记,比目前食用菌遗传转化常用的细菌来源的潮霉素抗性基因更加安全可靠。本发明为通过遗传方法改良真姬菇品种奠定了基础,具有良好的市场应用前景。
附图说明
图1为构建的转化质粒pTSdi-GUS示意图;
图2为收集的真姬菇节孢子的显微镜观察照片;
图3为在萎锈灵筛选培养基上再生的真姬菇转化子;
图4为真姬菇转化子的分子检测结果;
图5为真姬菇转化子的GUS染色结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一、转化质粒pTSdi-GUS构建
质粒pCambia1301被用来作为空载构建转化质粒。用限制性内切酶XhoI和SacI消化pCambia1301去除潮霉素抗性基因盒,在琼脂糖凝胶上分离pCambia 1301的残留载体骨架并进行纯化回收。通过PCR扩增方法从含有杏鲍菇萎锈灵抗性筛选标记的质粒pTsdi中扩增萎锈灵抗性基因盒,PCR的正向和反向引物中分别加入XhoI和SacI识别位点的接头。PCR扩增片段经限制性内切酶XhoI和SacI消化,用T4 DNA连接酶连接到经过纯化的含有XhoI和SacI接头的pCambia1301片段上,得到转化质粒pSdi-GUS。附图1显示了转化质粒pSdi-GUS的左边界和右边界之间的萎锈灵抗性基因盒以及GUS基因盒,具体序列如SEQ No.1所示。
二、培养基的配置:
LB液体培养基的组成为:10g/L胰蛋白胨,5g/L酵母提取物,5g/L NaCl,pH 7.0。
IM培养基的组成为:10mM K2HPO4,10mM KH2PO4,2.5mM NaCl,2mM MgSO4·7H2O,0.7mM CaCl2,9μM FeSO4·7H2O,4mM(NH4)2SO4,10mM葡萄糖,0.5%甘油,0.2mM乙酰丁香酮,40mM 2-(N-吗啉基)乙磺酸,pH 5.6。
YMG平板的组成为:1%葡萄糖,1%麦芽提取物,0.4%酵母提取物,2%琼脂,pH7.0。
三、节孢子收集和农杆菌介导转化:
①节孢子的收集方法
1.挑取少量真姬菇单核菌丝,接种于YMG固体培养基上,25度恒温培养15天。
2.在平板上加入3毫升0.05%吐温-20,用接种棒刮下培养基表面的菌丝和节孢子。
3.用4层无纺布过滤去掉菌丝,得到的节孢子用4000g离心力离心10分钟。
4.弃去上清,用2毫升IM培养基重悬,在光学显微镜下用血球计数板对节孢子计数,并用IM培养基调整到106个节孢子/mL。
②农杆菌转化方法
1.挑取含有转化质粒pTSdi-GUS的EHA105农杆菌单克隆,接菌到5mL含有50μg/mLrifampicin和50μg/mL kanamycin的LB液体培养基中,置于28℃摇床上以200rpm转速培养1天。
2.菌液转移到10mL离心管中,以3000g离心力离心10min。弃上清,菌体重悬于10mlIM培养基,测量菌液OD600,并用IM培养基调整OD600到0.4左右。
3.置于28℃摇床上以150rpm转速培养6小时,测量菌液OD600,并用IM培养基调整OD600到0.4左右用于侵染。
4.混合1ml用于侵染的农杆菌与1ml重悬于IM培养基的真姬菇节孢子,置于28℃摇床上以80rpm转速侵染20min。
5.将侵染后的农杆菌和节孢子混合物涂布到到含2%琼脂的IM固体培养基上,28度遮光培养2天。
6.用2毫升0.05%吐温-20洗下IM固体培养基上的节孢子,涂布在含有2μg/mL萎锈灵、300μg/mL头孢噻肟霉素的YMG平板上进行筛选。抗性转化子一般在10天左右再生。
按上述方法培养真姬菇转化受体的单核菌丝获得节孢子,用0.05%吐温-20洗脱节孢子,过滤后计数。图2为光学显微镜观察的血球计数板上的节孢子。按上述方法对获得的节孢子用包含pTSdi-GUS的EHA105农杆菌进行侵染,经过共培养和筛选获得对真菌杀菌剂萎锈灵有抗性的阳性转化子。图3为培养10天后在筛选平板上再生的阳性转化子。
四、阳性转化子的分子检测:
从转化受体的菌丝和转化子的菌丝中提取基因组DNA,针对转化质粒的DNA序列设计引物pesdiF(5'-TCACGTCCTCAATAAGCGCTC-3')
和pesdi3R(5'-TGAGTGAGGTATACAAGGTAG-3'),对转化子和转化受体的基因组DNA进行PCR扩增。PCR结果显示,从转化子和转化质粒pSdi-GUS中都能扩增出617bp的预期DNA片段,但转化受体中没有扩增产物(图4)。说明转化质粒上的外源DNA片段已经整合到了真姬菇转化子的基因组中。
五、阳性转化子的GUS染色鉴定:
挑取阳性转化子的少量菌丝体浸入含有GUS染色液的1.5ml离心管中,在37℃下孵育24小时后,转化子的菌丝体被染成蓝色(图5),说明转入的外源GUS基因不仅整合到了真姬菇转化子的基因组中,而且可以在转化子的细胞中正常表达。
SEQUENCE LISTING
<110> 上海市农业科学院
<120> 一种真姬菇的遗传转化方法
<130> 1
<160> 3
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 12295
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
gatctgaggg taaatttcta gtttttctcc ttcattttct tggttaggac ccttttctct 60
ttttattttt ttgagctttg atctttcttt aaactgatct attttttaat tgattggtta 120
tggtgtaaat attacatagc tttaactgat aatctgatta ctttatttcg tgtgtctatg 180
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aatcaaaaaa ctcgacggcc tgtgggcatt cagtctggat cgcgaaaact gtggaattga 300
tcagcgttgg tgggaaagcg cgttacaaga aagccgggca attgctgtgc caggcagttt 360
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cactgccgcc gccggcacaa ccgttcttga atcagaaccc gagggcgacg ctgcccgcga 4260
ggtccaggcg ctggccgctg aaattaaatc aaaactcatt tgagttaatg aggtaaagag 4320
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aggtcgttcg ctccaagctg ggctgtgtgc acgaaccccc cgttcagccc gaccgctgcg 7020
ccttatccgg taactatcgt cttgagtcca acccggtaag acacgactta tcgccactgg 7080
cagcagccac tggtaacagg attagcagag cgaggtatgt aggcggtgct acagagttct 7140
tgaagtggtg gcctaactac ggctacacta gaaggacagt atttggtatc tgcgctctgc 7200
tgaagccagt taccttcgga aaaagagttg gtagctcttg atccggcaaa caaaccaccg 7260
ctggtagcgg tggttttttt gtttgcaagc agcagattac gcgcagaaaa aaaggatctc 7320
aagaagatcc tttgatcttt tctacggggt ctgacgctca gtggaacgaa aactcacgtt 7380
aagggatttt ggtcatgcat tctaggtact aaaacaattc atccagtaaa atataatatt 7440
ttattttctc ccaatcaggc ttgatcccca gtaagtcaaa aaatagctcg acatactgtt 7500
cttccccgat atcctccctg atcgaccgga cgcagaaggc aatgtcatac cacttgtccg 7560
ccctgccgct tctcccaaga tcaataaagc cacttacttt gccatctttc acaaagatgt 7620
tgctgtctcc caggtcgccg tgggaaaaga caagttcctc ttcgggcttt tccgtcttta 7680
aaaaatcata cagctcgcgc ggatctttaa atggagtgtc ttcttcccag ttttcgcaat 7740
ccacatcggc cagatcgtta ttcagtaagt aatccaattc ggctaagcgg ctgtctaagc 7800
tattcgtata gggacaatcc gatatgtcga tggagtgaaa gagcctgatg cactccgcat 7860
acagctcgat aatcttttca gggctttgtt catcttcata ctcttccgag caaaggacgc 7920
catcggcctc actcatgagc agattgctcc agccatcatg ccgttcaaag tgcaggacct 7980
ttggaacagg cagctttcct tccagccata gcatcatgtc cttttcccgt tccacatcat 8040
aggtggtccc tttataccgg ctgtccgtca tttttaaata taggttttca ttttctccca 8100
ccagcttata taccttagca ggagacattc cttccgtatc ttttacgcag cggtattttt 8160
cgatcagttt tttcaattcc ggtgatattc tcattttagc catttattat ttccttcctc 8220
ttttctacag tatttaaaga taccccaaga agctaattat aacaagacga actccaattc 8280
actgttcctt gcattctaaa accttaaata ccagaaaaca gctttttcaa agttgttttc 8340
aaagttggcg tataacatag tatcgacgga gccgattttg aaaccgcggt gatcacaggc 8400
agcaacgctc tgtcatcgtt acaatcaaca tgctaccctc cgcgagatca tccgtgtttc 8460
aaacccggca gcttagttgc cgttcttccg aatagcatcg gtaacatgag caaagtctgc 8520
cgccttacaa cggctctccc gctgacgccg tcccggactg atgggctgcc tgtatcgagt 8580
ggtgattttg tgccgagctg ccggtcgggg agctgttggc tggctggtgg caggatatat 8640
tgtggtgtaa acaaattgac gcttagacaa cttaataaca cattgcggac gtttttaatg 8700
tactgaatta acgccgaatt aattcggggg atctggattt tagtactgga ttttggtttt 8760
aggaattaga aattttattg atagaagtat tttacaaata caaatacata ctaagggttt 8820
cttatatgct caacacatga gcgaaaccct ataggaaccc taattccctt atctgggaac 8880
tactcacaca ttattatgga gaaactcgag tcacgtcctc aataagcgct cgcgacaacg 8940
cggattcaca tcctgccccc acatcactct ccaagaatct cttgttcaaa ggtatcccgt 9000
atttgtaagt caagccaacg tttattccat gatacatggc tggccacatt catggtattc 9060
tctccgtaaa tagccattta ccacccatga cacgacatat tcggactcct gccgcttgtg 9120
aaccgttcaa ctatgcaaat gctaatgcat ggcttctgag actgccaacg ctgtttggag 9180
aaaccttctc aaaaacggct gctgaagacc taagccagcg ctgcaccgac attttctcaa 9240
cactcaatag aagttgcaac taggtcaaca aagttggcat tcgatcgcct gtgactacaa 9300
attgattcgg ggggttcgac gatggacacc atgactgagc tttggggtcc gttacgacga 9360
gaacatccga agtcccttcc tcaactttca agggaatttc gaggcctcag agcgccgttg 9420
aactcaggtt tccgagtgat acctcaattg ctttccccct tttctgatca gagtactcga 9480
ggtacagctt gggtacggca catattctac cttgtatacc tcactcataa cgttccgagg 9540
agagtggcat cacacagcgc gctggcctaa aagtggtgtc aagttggaag ggaagcgagt 9600
cggggtcatt ggaactgggg ccagcgccga gttcagatca tccaagaggc aggcaaattg 9660
gcacaagagc tcgtggtatt acagcgtaca ccgaatctga cattccaccc gcgacaaccc 9720
acgcaagcca aagtgtcaga agttgtcgaa atgcagtgga atcatgctca cgaagaggcc 9780
ccgagtagtg accctctcaa gtaaacaagc atcgtcgatt tcttaacact tctagttgct 9840
ccgtccacgt gtatatatac cttcgactga agagcatgat tggcgcaaag attacgttct 9900
atcgctcttc tctccttatt ttgataatcg aaagccgcac tactcagcgc agcagttcta 9960
catgtttttc taaaaatcta ccgggtcacc gctgacgcgc tgacggccgg taagcttcaa 10020
gctaaatttc aaaagttcca agtaacctgc agtcccaatc gggcaattcc gaagtgcgcc 10080
ggcatttacc gaagagtaac atgtgccctc tgattggttc ggatcgcggg ggctcctttc 10140
ccgctccgaa ttcacgcgac gggatcccgc cgcatctctc ctcttcaccg tcgtcgttga 10200
cgtccccgaa acacagaaat caccgaatca tgcaggcgct cacctccagg tcgttggctc 10260
gctcatcccg ctcgattcgt gctttctcca cctcatctgg aaggtggcag gctgagcccc 10320
tccagaagcc cgttctccag aaagaattca agatctatcg ttgggtgagc tgagacgctt 10380
gtatatccag atgtgttgct cacatcgcag cccagaatcc ggatgaacca gccaagaagc 10440
ctcatctcca atcgtacacc attgacttga accagacggg ccccatggta cgtacaattc 10500
caaggcgatt gtctctatgc tcacgggctc gtagattctg gacgctctta tcaagatcaa 10560
gaacgaaatc gatcctacgc tcacattccg tcgttcgtgt agagaaggga tttgcggctc 10620
gtgcgcgatg aatattgacg gacagaacac gttggcttgc ctgtgccgaa tcgaccgtaa 10680
cgctagcaag gacagcaaga tctacccttt gccgcacagt atgacatgtc tttcggctcc 10740
taatagcatt ggctgacggt cggttacagt gtacatcgtg aaagacctcg tacccgacct 10800
cacgcttttc tacaagcagt acaagtccat caagccatac ctgcagaacg acaatattcc 10860
cgagagggag cacctccagt cgccagagga ccgcaagaag ttggacggga tgtatgaatg 10920
catcctgtgc gcgtgctgca gcacatcgtg ccccagctat tggtggaacc aagatgagta 10980
tttgggaccg gctgctttga tggccgcgta taggtggatt gcggattcac gagtacgttg 11040
tatcctcgtc gctccattcg ctgaataagt tgacgtttcg taggatacat atggcgcaca 11100
acgcaaggag cacttccaga atgagatgag tttgttccgc tgcctcacca ttttcaattg 11160
tacgtcgctt tcgccttgat atggattcgc tattaaacat atcccttctc aaggctctcg 11220
cacttgtcca aagggcctca accctgcgaa agccatcgca gagatcaagc tcgcgcttgc 11280
tactgagtaa accctagtca acagtcacgg atcaaaagca tcaagtcaga ggcagatatc 11340
tttcctgtag cagttcgcag ttctttccac ttcatcgtat ggtgtccatt gcaaacatct 11400
aatcatattc attctatcac atccacttgt tcctgagcca ctcttaaggt aggcatatcc 11460
ttggtctcac ttgcggtgct gagctcggta cccggggatc ctctagagtc gacctgcagg 11520
catgcaagct tggcactggc cgtcgtttta caacgtcgtg actgggaaaa ccctggcgtt 11580
acccaactta atcgccttgc agcacatccc cctttcgcca gctggcgtaa tagcgaagag 11640
gcccgcaccg atcgcccttc ccaacagttg cgcagcctga atggcgaatg ctagagcagc 11700
ttgagcttgg atcagattgt cgtttcccgc cttcagttta gcttcatgga gtcaaagatt 11760
caaatagagg acctaacaga actcgccgta aagactggcg aacagttcat acagagtctc 11820
ttacgactca atgacaagaa gaaaatcttc gtcaacatgg tggagcacga cacacttgtc 11880
tactccaaaa atatcaaaga tacagtctca gaagaccaaa gggcaattga gacttttcaa 11940
caaagggtaa tatccggaaa cctcctcgga ttccattgcc cagctatctg tcactttatt 12000
gtgaagatag tggaaaagga aggtggctcc tacaaatgcc atcattgcga taaaggaaag 12060
gccatcgttg aagatgcctc tgccgacagt ggtcccaaag atggaccccc acccacgagg 12120
agcatcgtgg aaaaagaaga cgttccaacc acgtcttcaa agcaagtgga ttgatgtgat 12180
atctccactg acgtaaggga tgacgcacaa tcccactatc cttcgcaaga cccttcctct 12240
atataaggaa gttcatttca tttggagaga acacggggga ctcttgacca tggta 12295
<210> 2
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
tcacgtcctc aataagcgct c 21
<210> 3
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 3
tgagtgaggt atacaaggta g 21

Claims (5)

1.一种真姬菇的遗传转化方法,包括:
(1)挑取含有转化质粒pTSdi-GUS的EHA105农杆菌单克隆,接菌到含有利发霉素和卡那霉素的LB液体培养基中,经摇床培养得到农杆菌菌液用于侵染;
(2)将上述农杆菌菌液与重悬于IM液体培养基的真姬菇节孢子混合进行侵染,随后涂布到含琼脂的IM液体培养基上,遮光培养;最后用吐温-20洗下IM固体培养基上的节孢子,涂布在含有萎锈灵和头孢噻肟霉素的YMG平板上进行筛选,得到真姬菇转化子。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(1)中的LB液体培养基的组成为:10g/L胰蛋白胨,5g/L酵母提取物,5g/L NaCl,pH 7.0。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)中的IM培养基的组成为:10mMK2HPO4,10mM KH2PO4,2.5mM NaCl,2mM MgSO4·7H2O,0.7mM CaCl2,9μM FeSO4·7H2O,4mM(NH4)2SO4,10mM葡萄糖,0.5%甘油,0.2mM乙酰丁香酮,40mM 2-(N-吗啉基)乙磺酸,pH 5.6。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)中的YMG平板的组成为:1%葡萄糖,1%麦芽提取物,0.4%酵母提取物,2%琼脂,pH7.0。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)中的萎锈灵浓度为2μg/mL,头孢噻肟霉素浓度为300μg/mL。
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