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    羊肚菌的交配型基因和有性生殖研究取得新进展


    【发布日期】:2017-05-12  【来源】:中国科学院昆明植物研究所
    【核心提示】:开展羊肚菌的交配型基因和有性生殖的研究,对指导羊肚菌种质鉴定、菌种选育及高产栽培,具有重要价值。
     
    羊肚菌交配型基因的系统发育分析及子囊孢子中核的DAPI染色(图1)、在子实体中交配型基因的分布类型(图2)和生活史轮廓(图3)
      真菌有性生殖的关键调控因子是交配型位点(mating-type locus,MAT),因此交配型位点基因是食用菌研究的重要分子标记。羊肚菌是一类近年我国食用菌行业同行高度关注的重要真菌,但其交配型基因、有性生殖方式和生活史却鲜为人知。开展羊肚菌的交配型基因和有性生殖的研究,对指导羊肚菌种质鉴定、菌种选育及高产栽培,具有重要价值。
      近年,中国科学院昆明植物研究所杨祝良研究员研究组通过国内外合作,由杜习慧博士等选取该属欧洲和亚洲的14个物种的223个子实体,对交配型基因及其在子实体不同部位分布的特点、子囊孢子的细胞核、有性生殖方式和生活史作了研究。(1)首次证明14种羊肚菌的有性生殖方式皆为异宗配合,即需要两种交配型基因同时存在,才能实现子实体正常发育和产生子囊孢子。在羊肚菌中,虽偶而也能发生单倍体(只含一种交配型基因)结实现象,但子实体不能产生子囊孢子。(2)在羊肚菌的生活史中,主要为单倍体阶段,其子囊孢子为多核的同核单倍体,有时有少量空核败育孢子。(3)交配型的分布有三种类型(见图2):在子实体不育组织中和子实层中,同时具有MAT1-1-1和MAT1-2-1交配型(I);在子实体不育组织中,只含有MAT1-1-1或MAT1-2-1交配型,但在子实层中,却同时含有MAT1-1-1和MAT1-2-1交配型(II);在子实体不育组织和子实层中,只含有MAT1-1-1或MAT1-2-1交配型,无交配,最终子囊中不产生子囊孢子(III)。在栽培的子实体不育组织中,多数含有MAT1-1-1和MAT1-2-1两种交配型;而在野生子实体不育组织中,多数只含一种交配型,而且交配型MAT1-1-1远多于MAT1-2-1。(4)利用交配型基因的核苷酸序列构建系统发育树,能很好地区分近缘物种(图1)。(5)根据上述研究结果,提出了羊肚菌的生活史框架。研究结果以“Mixed-reproductive strategies, competitive mating-type distribution and life cycle of fourteen black morel species”为题在线发表于Scientific Reports。 
      上述研究工作得到973项目( 2014CB138305),国家自然科学基金(No. 31300022),中国科学院“西部之光”以及中国科学院/国家外专局国际合作项目创新研究团队等项目资助。
     
    关键词: 羊肚菌 研究 新进展
     
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