[发明专利]一种提高灵芝生物产量和多糖含量的方法

说明书

技术领域

本发明属于转基因食用真菌技术领域。具体涉及一种通过转基因技术 将尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因转入食用真菌灵芝中过量表达，从而 提高灵芝生物产量和多糖含量的方法。

背景技术

尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucose pyrophosphorylase， UGPase，EC 2.7.7.9)是生物体内的一种重要酶类，与糖类代谢过程密切 相关。UGPase可催化一依赖镁的可逆反应，反应式如下：UTP+G-1-P← →UDPG+PPi。尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)是葡萄糖的主要活化形式，可 作为葡萄糖基的供体，参与蔗糖、淀粉、纤维素、半纤维素、果胶质以及 糖脂、糖蛋白、糖原、β-葡聚糖等多种碳水化合物的合成代谢(Kleczkowski， 1994)。

至今有关UGPase过量表达的研究不多，有研究表明提高黄芪毛状根 中UGPase的活性，可提高黄芪多糖的含量。黄芪总多糖积累量和UGPase 活性之间呈正相关，两者的相关系数达到0.928，可溶性多糖与UGPase 活性的相关系数则达到0.957(吴晓俊，刘涤，胡之璧.黄芪毛状根中尿苷 二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性与多糖含量关系的研究，上海中医药大学学 报，2000，14(2)：53-55)；UGPase在烟草、杨树中的过量表达显示： 相应的转基因生物可溶性糖含量增加，木质素、纤维素含量及整体生物量 有不同程度的增加(Coleman HD，Ellis DD，Gilbert M，et al.Up-regulation of sucrose synthase and UDP-glucose pyrophosphorylase impacts plant growth and metabolism.Plant Biotechnology Journal，2006，4：87-101)；UGPase 在水稻中的过量表达可以使水稻结实粒数和单株粒重等产量性状得到明 显改善(公开号CN 1614023A的发明专利申请)；也有报道：在大肠杆菌 中过量表达低聚糖合成途径中两个关键的酶UGPase和葡萄糖磷酸变位酶 基因，使UDPG的合成量提高，从而提高了低聚糖的含量(Mao Z.Shin HD and Chen RR.Engineering the E.coli UDP-glucose synthesis pathway for oligosaccharide synthesis.Biotechnology Progress，2006，22(2)：369-74)。

但是，UGPase在真菌中的过量表达未见相关技术报道。因真菌生长 和菌丝结构的特殊性，上述现有的UGPase过量表达技术在真菌中没有更 多的可复制和参比性。

灵芝是重要的药用真菌，灵芝多糖含量是灵芝的主要药用成分之一， 灵芝多糖作为灵芝中最主要的药用成分，药理活性广泛，具有提高机体免 疫功能、抗肿瘤、消除机体内自由基延缓衰老、抗辐射、提高肝脏解毒功 能等作用，是决定灵芝品质的重要因素。而目前国内外在提高灵芝多糖产 量方面的研究大多集中在菌种诱变选育和发酵条件的优化方面(李刚，杨 凡，李瑞雪等.原生质体紫外诱变选育灵芝新菌种的研究.微生物学报， 2001，41(2)：229-233；孙金旭，朱会霞.生长因子对灵芝生长及多糖产 量的影响.中国酿造，2008，24：69-71)，这些方法也都在一定的程度上 提高了灵芝多糖的含量。

目前为止，根据代谢工程的原理，利用基因工程来改造菌株，从而提 高多糖含量的方法尚未见有报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，通过转基因技术将多糖合成相 关功能基因转入灵芝真菌中，获得灵芝多糖含量稳定提高的转基因灵芝菌 株。