Анализ структуры matA локуса половой совместимости у съедобного базидиального гриба Pleurotus ostreatus

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Съедобный гриб вешенка устричная (Pleurotus ostreatus) широко культивируется по всему миру. Морфогенез, связанный с образованием плодовых тел, находится под генетическим контролем двух несцепленных локусов половой совместимости matA и matB со множественными аллелями (тетраполярная система половой совместимости). Генетический анализ встречаемости аллелей локусов половой совместимости у 17 природных изолятов, собранных в Московской обл., показал мультиаллельность обоих локусов – 10 аллелей matА локуса и 8 аллелей matВ локуса. Анализ in silico структурной организации локуса matA у монокариотических штаммов P. ostreatus PC9 и PC15 на основе данных полногеномного секвенирования (DOE Joint Genome Institute) показал чрезвычайно дивергентную его структуру: matA локус штамма PC9 представлен одной копией гена hd1 и одной копией гена hd2, в то время как matA локус штамма PC15 имеет две копии hd1.1 и hd1.2 (класс HD1 белков) и одну копию hd2 (класс HD2 белков). Анализ аминокислотных последовательностей гомеодоменных белков HD1 и HD2 показал, что белки обладают глобулярной структурой, характеризуются ядерной локализацией и содержат вариабельный N-конец и более консервативный ДНК-связывающий домен с характерным консервативным мотивом WFXNXR в третьей ɑ-спирали. Полученные результаты позволяют утверждать, что мультиаллельность matA локуса половой совместимости достигается как за счет копийности кодирующих генов в пределах локуса, так и за счет вариабельности кодирующих генных последовательностей.

Об авторах

А. В. Шнырева

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ashn@mail.ru
Россия, 119234, Москва

А. А. Шнырева

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: shnirevaa@mail.ru
Россия, 119234, Москва

Список литературы

  1. Anderson N.A., Furneir G.R., Wang A.S. et al. The number and distribution of incompatibility factors in natural populations of Pleurotus ostreatus and Pleurotus sapidus. Can. J. Bot. 1991. V. 69. P. 2187–2191.
  2. Arnold K., Bordoli L., Kopp J. et al. The SWISS-MODEL Workspace: A web-based environment for protein structure homology modeling. Bioinformatics. 2006. V. 22. P. 195–201. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bti770
  3. Banham A.H., Asante-Owusu R.N., Gottgens B. et al. A N-terminal dimerization domain permits homeodomain proteins to choose compatible partners and initiate sexual development in the mushroom Coprinus cinereus. Plant Cell. 1995. V. 7 (6). P. 773–783. https://doi.org/10.1105/tpc.7.6.773
  4. Casselton L.A., Kues U. The origin of multiple mating types in model mushrooms Coprinopsis cinerea and Schizophyllum commune. Sex in Fungi. USA: ASM, 2007. P. 142–147.
  5. Hartmann F.E., Duhamel M., Carpentier F. et al. Recombination suppression and evolutionary strata around mating-type loci in fungi: documenting patterns and understanding evolutionary and mechanistic causes. New Phytol. 2021. V. 229. P. 2470–2491. https://doi.org/10.1111/nph.17039
  6. James T.Y. Ancient yet fast: rapid evolution of mating genes and mating systems in fungi. In: Rapidly evolving genes and genetic systems. University Press, Oxford, 2012. P. 187–200.
  7. James T.Y., Liou S.R., Vilgalys R. The genetic structure and diversity of the A and B mating-type genes from the tropical oyster mushroom, Pleurotus djamor. Fungal Genet. Biol. 2004. V. 41. P. 813–825. https://doi.org/10.1016/j.fgb.2004.04.005
  8. James T.Y., Sun S., Kuo H. et al. Polyporales genomes reveal the genetic architecture underlying tetrapolar and bipolar mating systems. Mycologia. 2013. V. 105 (6). P. 1374–1390. https://doi.org/10.3852/13-162
  9. Kües U., James T.Y., Heitman J. Mating type in Basidiomycetes: unipolar, bipolar and tetrapolar patterns of sexuality. In: The Mycota XIV. Springer, 2011. P. 97–160.
  10. Kyte J., Doolittle R. A simple method for displaying the hydropathic character of a protein. J. Mol. Biol. 1982. V. 157. P. 105–132. https://doi.org/10.1016/0022-2836(82)90515-0
  11. Larraya L., Peñas M.M., Pérez G. et al. Identification of incompatibility alleles and characterization of molecular markers genetically linked to the A incompatibility locus in the white rot fungus Pleurotus ostreatus. Curr. Genet. 1999. V. 34. P. 486–493. https://doi.org/10.1007/s002940050424
  12. Larraya L.M., Pérez G., Iribarren I. et al. Relationship between monokaryotic growth rate and mating type in the edible basidiomycete Pleurotus ostreatus. Appl. Environ. Microbiol. 2001. V. 67 (8). P. 3385–3390. https://doi.org/10.1128/AEM.67.8.3385-3390.2001
  13. Morgenstern B. DIALIGN: multiple DNA and protein sequence alignment at BiBiServ. Nucleic Acids Res. 2004. V. 32. P. W33–W36. https://doi.org/10.1093/nar/gkh373
  14. Petersen T.N., Brunak S., Heijne G. et al. SignalP 4.0: discriminating signal peptides from transmembrane regions. Nature Methods. 2011. V. 8. P. 785–786. https://doi.org/10.1038/nmeth.1701
  15. Raudaskoski M. Mating-type genes and hyphal fusions in filamentous basidiomycetes. Fungal Biology Reviews. 2015. V. 29 (3–4). P. 179–193. https://doi.org/10.1016/j.fbr.2015.04.001
  16. Raudaskoski M., Kothe E. Basidiomycete mating type genes and pheromone signaling. Eukaryot. Cell. 2010. V. 9. P. 847–859. https://doi.org/10.1128/EC.00319-09
  17. Shnyreva A.A. Fungi of the genus Pleurotus: gene typing and analysis of the loci of mating compatibility. Diss. … Dr. Sci. Moscow, 2015 (in Russ.).
  18. Shnyreva A.V., Druzhinina I.S., Dyakov Yu.T. Genetic structure of the Pleurotus ostreatus sensu lato complex in Moscow Region. Rus. J. Genetics. 1998. V. 34 (12). P. 1371–1378.
  19. Shnyreva A.V., Shtaer O.V. Differentiation of closely related oyster fungi Pleurotus pulmonarius and P. ostreatus by mating and molecular markers. Rus. J. Genetics. 2006. V. 42 (5). P. 539–545. https://doi.org/10.1134/S1022795406050115
  20. Shnyreva A.A., Sivolapova A.B., Shnyreva A.V. The commercially cultivated edible oyster mushrooms Pleurotus sajor-caju and P. pulmonarius are two separate species, similar in morphology but reproductively isolated. Rus. J. Genetics. 2012. V. 48 (11). P. 1080–1088. https://doi.org/10.1134/S1022795412110105
  21. Sivolapova A., Shnyreva A.V., Sonnenberg A. et al. DNA marking of some quantitative trait loci in the cultivated edible mushroom Pleurotus ostreatus (Fr.) Kumm. Rus. J. Genetics. 2012. V. 48 (4). P. 383–389. https://doi.org/10.1134/S1022795412040114
  22. Wang G., Wang Y., Chen L. et al. Genetic structure and evolutionary diversity of mating-type (MAT) loci in Hypsizygus marmoreus. IMA Fungus. 2021. V. 12. P. 35–51. https://doi.org/10.1186/s43008-021-00086-8
  23. Wang W., Lian L., Xu P. et al. Advances in understanding mating type gene organization in the mushroom forming fungus Flammulina velutipes. G3-Gene. Genom. Genet. 2016. V. 6. P. 3635–3645. https://doi.org/10.1534/g3.116.034637
  24. Zervakis G., Balis C. A pluralistic approach in the study of Pleurotus species with emphasis on compatibility and physiology of the European morphotaxa. Mycol. Res. 1996. V. 100 (6). P. 717–731.
  25. Шнырева А.А. (Shnyreva) Грибы рода Pleurotus: генотипирование и анализ локусов половой совместимости. Дисс. … канд. биол. наук. М.: МГУ, 2015. 129 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (3MB)
Метаданные
3.

Скачать (54KB)
Метаданные

© А.В. Шнырева, А.А. Шнырева, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах