[发明专利]草菇锰超氧化物歧化酶VMn-SOD在提高微生物耐胁迫能力中的应用

说明书

本发明公开了草菇锰超氧化物歧化酶VMn‑SOD在提高微生物耐胁迫能力中的应用，所述的草菇锰超氧化物歧化酶VMn‑SOD的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明通过将草菇锰超氧化物歧化酶VMn‑SOD基因转入适合的微生物宿主体内，使宿主表达锰超氧化物歧化酶，从而提高宿主的耐热胁迫能力、耐冷胁迫能力及耐盐胁迫能力。本发明的草菇锰超氧化物歧化酶VMn‑SOD来源于真菌，转入适合的微生物宿主中，能够提高宿主的耐温度胁迫及盐胁迫的能力。

技术领域

本发明属于抗氧化酶技术领域，涉及一种草菇锰超氧化物歧化酶VMn-SOD在提高微生物耐胁迫能力中的应用。

背景技术

草菇[Volvariella volvacea(Bull.)Singer]是一种原产于中国热带、亚热带地区的美味食用菌，隶属于担子菌纲、伞菌目、光柄菇科、小包脚菇属，其菌丝体的最适生长温度为32-35℃。由于草菇属高温菇种，其菌丝体或子实体在常规0-4℃的冷藏条件下便会出现低温自溶现象，表现为组织变软、液化、腐烂等。草菇这种不耐低温的特性，严重影响了其菌种的低温保藏、子实体的采后贮藏与运输，阻碍了草菇产业的快速发展。

生物在受到热胁迫时，破坏了活性氧的动态平衡，细胞内ROS过量积累并产生毒害，及时清除细胞内的多余ROS是非常必要的。生物体通常具有清除ROS的酶促清除机制和非酶促清除机制。超氧化物歧化酶(SOD)，过氧化氢酶(CAT)，抗坏血酸过氧化物酶(APX)，谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等属于酶促机制。抗氧化酶系统中最先清除ROS的酶是SOD。SOD可以根据不同的金属辅酶因子分为Cu/Zn-SOD，Mn-SOD和Fe-SOD三类。Fe-SOD主要存在于原核细胞及一些植物中；Cu/Zn-SOD主要存在于真核细胞细胞浆内、叶绿体和过氧化物酶体内；而Mn-SOD主要存在于真核细胞线粒体和原核细胞内。在逆境胁迫的作用下，SOD催化O^2·-发生歧化作用变为H₂O₂和O₂，从而移除O^2·-，降低产生OH·的几率。生物受逆境胁迫时，位于线粒体内的Mn-SOD作为清除超氧阴离子的第一道防线，在生物体内的表达和调控对于机体的氧化还原稳态的维持起着十分重要的作用。

在农业上，研究发现Mn-SOD能够提高农作物的抗逆性，如抗寒、抗旱等特性。Bowler C等人通过转基因的方法，使烟草和玉米植株表达Mn-SOD水平提升，发现Mn-SOD在烟草和玉米叶绿体中的过量表达能够增强转基因烟草和玉米对质膜的保护作用和对除草剂引起的氧胁迫的耐受性(Bowler C,Slooten L,Vandenbranden S,et al.Manganesesuperoxide dismutase can reduce cellular damage mediated by oxygen radicalsin transgenic plants[J].Embo Journal,1991,10(7):1723-1732.)；饶丽莎等研究发现，杉木在低温、干旱、铝、盐胁迫等逆境条件下均能快速诱导Mn-SOD的表达(饶丽莎,王培,张家君,等.不同逆境胁迫下杉木Mn-SOD基因表达[J].东北林业大学学报,2018,46(6):19-22.)。邓婷婷等用盐生杜氏藻Mn-SOD基因的表达载体转染SOD缺陷型大肠杆菌并诱导其表达后，发现该大肠杆菌在耐盐、耐辐射和抗寒方面的耐受性均有明显提高(邓婷婷.盐生杜氏藻锰超氧化物歧化酶(MnSOD)的基因克隆、表达与功能研究[D].成都:四川大学,2007.)。上述研究中采用的SOD均来源于动植物或微藻，目前未见对食用菌中锰超氧化物歧化酶的相关研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种草菇锰超氧化物歧化酶VMn-SOD在提高微生物耐胁迫能力中的应用。将该草菇锰超氧化物歧化酶VMn-SOD的核苷酸序列转入宿主体内，通过使宿主表达锰超氧化物歧化酶，从而提高宿主的耐热胁迫能力、耐冷胁迫能力及耐盐胁迫能力。