FTO基因、载体及其在培育蛹虫草中的应用

本发明涉及蛹虫草培育，具体而言，涉及fto基因、载体及其在培育蛹虫草中的应用。

背景技术：

1、蛹虫草是一种非常珍贵的食药两用真菌，野生蛹虫草广泛分布在世界大部分地区的温带森林中，特别是在包括日本、韩国、尼泊尔、印度和中国在内的亚洲国家。蛹虫草在中国和其他亚洲国家一直被用作保健食品和传统补药。蛹虫草的药用特性，包括降血糖、降血脂、抗炎、抗肿瘤、抗氧化、抗菌、抗真菌、抗病毒、抗疟疾、免疫活性保护和神经保护等。蛹虫草中的主要活性物质包括虫草素(cordycepin)、腺苷(adenosine)、虫草多糖(cordycepspolysaccharide)、喷司他丁(pentostatin)等。虫草素是蛹虫草中活性物质的主要成分，是一种核苷类物质，被认为是这种真菌产生的最有经济价值的化合物。虫草素的主要作用是提高机体免疫力，保护神经、抗肿瘤、抗癌、抗炎、抗菌特性和免疫调节作用等。目前虫草素主要从蛹虫草的发酵液、菌丝体和子实体中提取，以实现其安全和可持续性的生产。

2、然而，蛹虫草在其菌种保藏和生产中频繁出现菌株退化现象，大大限制了蛹虫草产业的高质量发展。退化菌株的孢子萌发率、菌丝生长、子实体萌发效率等远不及复壮菌株。

3、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种fto基因、载体及其在培育蛹虫草中的应用。本申请首次揭示在蛹虫草菌株体内导入fto基因(其核酸序列如seq id no.1所示)，使其过表达，可以提高蛹虫草孢子萌发率、菌丝生长和子实体产量。

2、本发明是这样实现的：

3、一方面，本发明提供一种分离的核酸分子，其编码α-酮戊二酸依赖性双加氧酶(fto)，其核苷酸序列如seq id no.1所示。

4、seq id no.1所示的核酸分子是fto基因，是动物中著名的肥胖基因，在植物中没有同源蛋白。本发明通过对野生型fto基因修改后，使其更适合蛹虫草菌表达，并首次将其导入蛹虫草菌株过表达，出乎意料地发现，外源导入fto基因(seq id no.1)可以明显提高蛹虫草孢子萌发率，促进菌丝生长，有利于子实体萌发，本发明为提高蛹虫草产量提供了新的思路。

5、一方面，本发明提供一种重组载体，其含有如上所述的核酸分子。

6、在本发明中所使用的术语“核酸”可以是任何包含脱氧核糖核苷酸或者核糖核苷酸的聚合物，包括但不限于经过修饰的或者未经修饰的dna、rna，其长度不受任何特别限制。对于用于构建重组细胞的载体，优选核酸为dna，因为dna相对于rna而言，其更稳定，并且易于操作。

7、可选地，在本发明的一些实施方案中，所述重组载体为pxbture载体。

8、对于本领域技术人员而言，其能够根据实际需要选择合适的载体骨架装载上述的核酸分子，无论选用何种载体骨架，其可以是表达载体，也可以是克隆载体，只要其装载了本发明的核酸分子即属于本发明的保护范围。

9、可选地，在本发明的一些实施方案中，所述重组载体还含有启动子序列，所述启动子序列位于所述核酸分子的上游。

10、可选地，所述启动子序列如seq id no.2所示

11、需要说明的是，本申请所使用的启动子允许在各种各样的细胞和组织类型中表达；或者可以为无细胞特异性启动子，或者可为“细胞特异性”、“细胞类型特异性”、“细胞谱系特异性”或“组织特异性”启动子，其允许分别在种类受限的细胞和组织类型中表达。

12、一方面，本发明提供一种重组细胞，其含如上所述的重组载体。

13、对于本领域技术人员而言，其能够根据实际需要选择合适的宿主细胞装载上述核酸分子或载体，其可以是原核细胞(如大肠杆菌或农杆菌)，也可以是真核细胞或酵母菌等，无论选用何种宿主细胞，只要其含有本发明的核酸分子或上述重组载体，即属于本发明的保护范围。

14、可选地，在本发明的一些实施方案中，所述重组细胞为农杆菌。

15、一方面，本发明提供如上所述的核酸分子、如上所述的重组载体、或如上所述的重组细胞在培育蛹虫草孢子中的应用。

16、一方面，本发明提供一种提高蛹虫草产孢量的方法，其包括：往目标蛹虫草菌中转入如上所述的核酸分子或如上所述的重组载体以使所述核酸分子在所述目标蛹虫草菌体内过表达。

17、对于本领域技术人员而言，其能够想到采用本领域常规的技术将上述核酸分子导入蛹虫草菌中使其过表达，以提高菌丝体的孢子产量。

18、可选地，在本发明的一些实施方案中，所述目标蛹虫草菌为退化蛹虫草菌株。

19、本发明出乎预料地发现，将上述基因导入退化的蛹虫草菌株中，可以提高其孢子产量和子实体产量。

20、可选地，在本发明的一些实施方案中，如上所述目标蛹虫草菌为蛹虫草菌株ura5缺陷型菌株。

21、需要说明的是，本发明的目标蛹虫草菌株可以是本领域任意类型的蛹虫草菌，并不限于ura5缺陷型菌株，也可以是cm01菌株。

22、一方面，本发明提供一种培育蛹虫草子实体的方法，其包括：将过表达如上所述的核酸分子的蛹虫草菌接种至培养基。

23、可选地，在本发明的一些实施方案中，所述方法还包括：将接种后的所述培养基置于24-26℃条件下培养；所述培养基含有小麦、蚕蛹粉和豆粕粉。

24、可选地，在本发明的一些实施方案中，所述目标蛹虫草菌为退化蛹虫草菌株。

25、需要说明的是，本发明所用培养基可以是本领域任意可以适用的培养基，只要能用于蛹虫草菌培养即可。

26、可选地，在本发明的一些实施方案中，所述蛹虫草菌株为蛹虫草菌株ura5缺陷型菌株。

27、一方面，本发明提供一种如上所述的核酸分子的检测方法，其包括：使用seq idno.3-4所示的引物对扩增提取自待测蛹虫草菌的核酸模板。

28、需要说明的是，本领域技术人员能够在本发明揭示了seq id no.1所示的核苷酸序列的基础上，能够容易想到采用其他的引物对序列对该核酸分子进行定性检测或定量检测，无论选用何种引物对检测上述的seq id no.1所示的核酸分子，其均属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种分离的核酸分子，其编码α-酮戊二酸依赖性双加氧酶(fto)，其特征在于，其核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.一种重组载体，其特征在于，其含有权利要求1所述的核酸分子；

3.一种重组细胞，其特征在于，其含有权利要求2所述的重组载体。

4.权利要求1所述的核酸分子、权利要求2所述的重组载体、或权利要求3所述的重组细胞在培育蛹虫草孢子中的应用。

5.一种提高蛹虫草产孢量的方法，其特征在于，往目标蛹虫草菌中转入权利要求1所述的核酸分子或权利要求2所述的重组载体以使所述核酸分子在所述目标蛹虫草菌体内过表达。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标蛹虫草菌为退化蛹虫草菌株；

7.一种培育蛹虫草子实体的方法，其特征在于，其包括：将过表达权利要求1所述的核酸分子的蛹虫草菌接种至培养基。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在，所述方法还包括：将接种后的所述培养基置于24-26℃条件下培养；所述培养基含有小麦、蚕蛹粉和豆粕粉。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述目标蛹虫草菌为退化蛹虫草菌株；

10.一种如权利要求1所述的核酸分子的检测方法，其特征在于，其包括：使用seq idno.3-4所示的引物对扩增提取自待测蛹虫草菌的核酸模板。

技术总结
本发明公开了一种FTO基因、载体及其在培育蛹虫草中的应用，涉及基因工程技术领域。本发明公开的核酸分子如SEQ ID NO.1所示，其编码α‑酮戊二酸依赖性双加氧酶，将其导入蛹虫草菌，使其过表达可以提高蛹虫草孢子萌发率，促进菌丝生长，提高蛹虫草子实体产量。

技术研发人员：汪滢,邹根,尚俊军,龚明,李燕,唐利华,奚莉萍,刘昱,邵悠然
受保护的技术使用者：上海市农业科学院
技术研发日：
技术公布日：2025/2/20