[发明专利]灵芝转录因子SKN7基因在调控灵芝三萜生物合成中的应用

说明书

本发明提供了灵芝转录因子SKN7基因在调控灵芝三萜生物合成中的应用，通过沉默灵芝菌丝体中SKN7基因提高灵芝三萜的生物合成量和抑制灵芝菌丝的生长。本专利通过RNA干扰技术，提供了SKN7在调节灵芝菌丝三萜生物合中的重要作用，为用基因工程技术手段提高灵芝三萜生物合成提供了理论基础。

技术领域

本发明涉及分子生物学领域，具体涉及灵芝转录因子在调控灵芝生长及三萜生物合成中的应用。

背景技术

真菌在生长过程中受到一系列外界环境的胁迫，包括氧化胁迫，渗透压胁迫，高温胁迫等。相应的，真菌也进化出许多机制来响应及抵御各种胁迫。SKN7作为真菌抵御外界胁迫的重要转录因子，是双组份组氨酸激酶系统重要成员之一(Santos and Shiozaki 2001；Kruppa and Calderone 2006)。该信号传导系统包括一个感受器激酶SLN以及两个下游的响应外界响应基因SSK1和SKN7(Li et al.,1998)。在高渗胁迫下，SLN1激酶磷酸化水平降低后使得SSK1去磷酸化，从而激活下游HOG1MAP激酶途径。而SKN7参与了多种外界胁迫，包括细胞壁胁迫、抗氧化胁迫等，并且响应不同胁迫的机制也各不相同(Li et al.,2002；Deschenes et al.,1999；Fassler and West,2011)。此外，SKN7的同源基因在多种病原真菌中被报道参与多种胁迫及致病性，如烟曲霉，白色念珠菌，玉米黑粉菌等。但是其确切的功能在大型担子菌中并没有研究报道。

灵芝(Ganoderma lucidum)是著名的大型药用真菌，能产生大量的具有生物活性的化合物，因此具有极高的营养保健价值和经济发展前景。其中三萜类是灵芝中主要的生物活性次级代谢产物，具有调节免疫、抗肿瘤和抗氧化等作用。但是，目前灵芝中三萜含量较低，因此导致灵芝相关产品质量相对较低。灵芝在进行传统液体发酵时受到多种环境因素的调节，包括营养条件(碳源、氮源、生长因子)、温度、湿度，培养基质pH，通风等。这些外界环境能够直接影响发酵过程中灵芝菌丝体的生长发育和代谢产物的积累。因此通过调节外界条件，包括优化初始pH、碳氮源、溶氧量及外源添加金属离子或激素，能够提高灵芝代谢产物的生物合成(Kim et al.,2006；Xu et al.,2008；Zhang and Zhong,2008；Xu etal.,2014；Shi et al.,2015)。此外通过基因工程手段提高灵芝有用次级代谢产物的含量也是一个重要的研究手段。随着灵芝基因组和转录组测序工作的完成，灵芝已经逐渐成为研究药用大型真菌次级代谢途径及其调控的模式物种(Chen et al.2012；Yu et al.,2012)，多个研究报道了能够影响或调控灵芝三萜合成的基因，包括甲羟戊酸途径中的关键基因(甲羟戊酸脱羧酶、羟甲基戊二酰辅酶A还原酶、鲨烯合酶、细胞色素P450还原酶)、参与ROS稳态相关基因(谷胱甘肽过氧化物酶基因)、一些转录因子(PacC和AP1)等。

基于以上背景，本专利通过RNA干扰技术成功构建了SKN7的沉默菌株，以此为材料研究了该基因在调控灵芝生长及三萜生物合成中的重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵芝SKN7基因及其所编码的SKN7蛋白。

本发明的另一目的在于提供上述灵芝SKN7基因及其所编码的SKN7蛋白在调节灵芝三萜生物合成或灵芝菌丝生长中的应用。

本发明的又一目的在于提供一种提高灵芝三萜的生物合成量的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明提供的灵芝SKN7基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，cDNA全长1947bp；该灵芝SKN7基因编码的SKN7蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2，含有648个氨基酸。