【作者】张晗星 钱正明 苏尧 刘杏忠 李文佳 董彩虹
【机构】中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室广东东阳光药业有限公司国家中医药管理局重点研究室宜昌山城水都冬虫夏草有限公司
【摘要】本文选定冬虫夏草寄主昆虫幼虫(S1)、僵虫(S2)、子座初期(子座<1cm,S3)、子座早期(1cm<子座<3cm,S4)、成熟冬虫夏草(子座>7cm,S5)、商品冬虫夏草菌核(S6)、商品冬虫夏草子座(S7)及商品冬虫夏草(中期子座≈5cm,S8)8个样品,用定量蛋白质组学方法 i TRAQ分析技术对冬虫夏草不同生长发育阶段的差异蛋白质组进行比较。共计获得9 924个不同肽段,鉴定到1 809个蛋白质,其中差异比值1.5倍以上,P<0.05蛋白个数506个,以商品冬虫夏草样本(S8)为参照,比较差异蛋白数量,寄主幼虫(S1)、僵虫(S2)、子座初期(S3)、子座早期(S4)、成熟冬虫夏草(S5)、商品冬虫夏草菌核(S6)及商品冬虫夏草子座(S7)阶段差异蛋白数分别为104、102、34、35、49、46和136个,说明昆虫幼虫、僵虫及子座与商品冬虫夏草样品差异显著。对鉴定蛋白质数据进行了主成分分析(principal component analysis,PCA),在第三主成分(component 3)上的显著差异,表明成熟冬虫夏草(S5)的蛋白组成不同于商品虫草,说明成熟虫草品质下降。层次聚类(hierarchy clustering)分析结果表明所有样品分为两支,僵虫(S2)和商品冬虫夏草菌核(S6)与寄主幼虫(S1)聚在了一个分支上,而不同发育阶段样品(S3、S4和S5)与商品虫草子座(S7)聚在一个分支上,说明商品冬虫夏草菌核中还残留有寄主昆虫蛋白。冬虫夏草菌核部位的蛋白到子座部位的蛋白呈现由寄主幼虫蛋白向真菌蛋白发育过渡的聚类关系。子集嵌套关系同步子实体生长发育阶段蛋白组成变化随时间的程序性变化的规律。K-均值(K-means)聚类和Gene ontology(GO)注释分析,提供了冬虫夏草成熟过程中能量代谢通路的变化趋势以及与真菌侵染昆虫和有性生殖相关蛋白质信息。研究结果为理解寄主昆虫对冬虫夏草功能的潜在贡献、子实体形成和发育的分子机制提供借鉴,并为蛋白质组作为冬虫夏草质量标准提供了科学参考。
【基金】国家自然科学基金(31572179)； 山西省煤基重点科技攻关项目设施食用菌高效碳循环研究与示范(FT2014-03-01)~~；
【关键词】冬虫夏草; 蛋白质组; i TRAQ; 二维液相色谱串联质谱; 生物信息学;