推荐阅读文章 | 敲除组蛋白去乙酰化酶基因hdac对里氏木霉纤维素酶表达的调控作用

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摘要

【背景】里氏木霉(Trichoderma reesei)是木霉属中产纤维素酶最具代表性的真菌之一，表观遗传调控是不涉及DNA序列变化的可遗传变化，组蛋白去乙酰化是其中一种。组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase，HDAC)负责脱乙酰化，敲除去乙酰化酶基因可引起菌株孢子、菌丝及纤维素酶活性等的一系列改变。

【目的】通过敲除里氏木霉组蛋白去乙酰化酶基因(histone deacetylase，hdac)建立了里氏木霉hdac缺失突变株(T. reesei Δhdac)，以研究对纤维素酶基因表达的调控作用。

【方法】利用Split-Maker技术构建了组蛋白去乙酰化酶基因敲除表达盒，并转化了里氏木霉T. reesei QM9414。经PCR及Southern blotting验证正确后，对突变体T. reesei Δhdac连续7 d检测滤纸酶活(filter paper activity，AFP)、羧甲基纤维素钠酶活(carboxymethyl cellulase activity，CMCA)，利用RT-qPCR检测纤维素酶及其相关基因cbh1、egl1和xyr1的表达。

【结果】突变体T. reesei Δhdac两种酶活力均显著高于出发菌株，分别高出8.00、30.00 IU/mL。突变体T. reesei Δhdac纤维素酶及其相关基因cbh1、egl1和xyr1的转录水平分别为出发菌株T. reesei QM9414的6.50、6.01和4.51倍。

【结论】里氏木霉中纤维素酶的基因表达明显受到组蛋白去乙酰化酶基因(hdac)的调控，这为研究里氏木霉表观遗传调控对纤维素酶的影响提供了新的证据。

图1  质粒pBC-Geneticin^R图谱

Figure 1  pBC-Geneticin^R plasmid map

图2  阳性转化子的PCR鉴定原理示意图

Figure 2  Schematic diagram for verifying positive transformant by PCR

图3  hdac基因敲除片段的琼脂糖凝胶电泳

Figure 3   Electrophoresis of fragments for knock-out of hdac gene

图4  3株突变体T. reesei Δhdac转化子的Ver-1和Ver-2片段琼脂糖凝胶电泳

Figure 4  Electrophoresis of amplifiied Ver-1 and Ver-2 fragments from 3 mutant T. reesei Δhdac transformants

图5  酶切位点示意图及敲除基因后Southern blotting的验证结果

Figure 5  Schematic site and southern blotting results after knocking out the gene

图6  T. reesei QM9414及T. reesei Δhdac菌丝表型变化

Figure 6  Phenotypic changes in T. reesei QM9414 and T. reesei Δhdac

图7  T. reesei Δhdac突变体FPA及CMCA酶活变化曲线

Figure 7  T. reesei Δhdac mutant FPA and CMCA enzyme activity curve

图8  T. reesei QM9414和T. reesei Δhdac在第5天时纤维素酶基因表达量

Figure 8  Cellulase gene expression at the 5th day of T. reesei QM9414 and T. reesei Δhdac

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本期制作：赵彬涵