[发明专利]一种联合ATAC-seq和RNA-seq筛选食药用菌功能基因的方法

说明书

本发明公开一种联合ATAC‑seq和RNA‑seq筛选食药用菌功能基因的方法，利用ATAC‑seq方法测试出食药用菌在环境因子诱导前后的菌丝培养阶段的菌丝和经过环境因子诱导原基分化后原基的开放染色质区域并分析开放区域编码基因，利用RNA‑seq方法测试出食药用菌在菌丝阶段的菌丝和经过原基分化后的原基的mRNA序列，并利用Venn图寻找经过ATAC‑seq方法和RNA‑seq方法获得的基因序列之间的共有差异基因，最终通过生物学分析在共有差异基因中寻找影响食药用菌原基分化的关键功能性基因序列。

技术领域

本发明属于生物学技术领域，尤其是涉及一种联合ATAC-seq和RNA-seq筛选食药用菌功能基因的方法。

背景技术

食药用菌是一大类有大型子实体的高等真菌，俗称蘑菇或蕈，目前我国约有1000多种食用菌，大部分属于担子菌，小部分属于子囊菌。食药用菌含有丰富的多糖、蛋白质、三萜类、多肽、膳食纤维、牛磺酸、甘露醇、不饱和脂肪酸、腺嘌呤核苷、内脂、矿物质和维生素等，同时具有低盐、低脂、低糖和高蛋白质的特点，被营养学家推荐为十大健康食品之一，具有巨大的市场前景和开发潜力。其中，绣球菌是一种名贵的食药用菌，主要分布在东亚亚热带和温带地区，包括我国吉林、黑龙江、云南等地，绣球菌子实体中含有蛋白质、必需氨基酸和维生素等多种功能性成分，其主要活性成分β-葡聚糖含量丰富，日本食品分析化验所测定其含量为43.6％，是灵芝、姬松茸的2倍以上，为菇类之最，且具有较高的药用、保健功能，在日本有“梦幻之菇”之称。现代研究证实绣球菌具有抗菌、抗肿瘤、免疫调节、造血等生理生化活性。作为一种珍稀的食药两用菌，绣球菌由于其良好的营养价值和保健功效，受到了学者和消费者的广泛关注。

近年来，随着我国食药用菌产值比重的上升以及在国际市场占有率的提高，关于食药用菌栽培和增产技术的研究备受关注。目前，各研究机构大多将对食药用菌的研究集中在人工栽培方面或者是栽培生理、生化活性的研究，着重攻克具有良好的营养价值和保健功效且野生资源少，采集困难的食药用菌的人工驯化工作。但是，关于食药用菌的栽培技术仍不够成熟，无法实现大规模栽培。随着基因工程不断的发展，将遗传育种技术引入到食药用菌的培养中将成为一个食药用菌人工栽培和增产的重要途径。目前应用于食用菌遗传育种的方式主要包括人工选择育种、诱变育种、杂交育种、原生质体融合育种和基因工程育种。其中，人工选育、诱变育种和杂交育种三种方法在分子生物学发展初期较为常用，虽然能选育处性状优良的菌株，但是筛选较为盲目，而且耗费人工和时间；原生质体融合育种的过程中融合子增强的性状仅限于两个亲本已经具有的性状，难以获得新的性状。而基因工程育种是在基因水平上的遗传操作，可以将任意一个有功能的基因导入受体细胞中复制表达，从而选育出新品种。基因工程育种为选育更优良性状的食药用菌菌种带来了曙光。

在基因育种的全过程中最为重要的就是从食药用菌中筛选出对食药用菌生长起到关键作用的功能性基因。功能性基因筛选技术主要是通过蛋白质组学、功能基因组学等生物组学技术进行筛选，其研究的基本策略是：(1)通过表达谱差异分析、生物信息学分析和基因克隆等途径获得候选基因：(2)对候选基因进行功能性评价，确诊其所要筛选的功能基因。这些研究目前局限于生物、医药和疾病治疗等领域，在食药用菌中还不具有普遍适用性。关于食药用菌的基因筛选仅限于利用转录组测序、蛋白质组学技术等单一的技术来筛选，但是通过这样单一的技术筛选出食药用菌原基分化过程中差异表达基因的方法通常会找到大量的差异基因，导致后续基因功能鉴定和验证的工作量很大，而且单一技术找出的特异基因的特异性较低，容易出现较多的假阳性，无法高效的筛选出食药用菌原基分化阶段的关键基因。通过多种组合的生物学技术进行基因筛选和功能鉴定，进而找到能够影响食药用菌原基分化阶段的关键功能性基因，提高食药用菌人工栽培效率、稳定和新品种的培育是未来食药用菌栽培技术发展的趋势。

发明内容