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    上海市农业科学院香菇团队在香菇种质资源遗传方面取得重要进展


    【发布日期】:2022-02-12  【来源】:上海市农业科学院
    【核心提示】:谭琦研究员领衔的香菇团队与吉林农业大学李玉院士团队合作,在香菇种质资源遗传方面取得重要进展。

    近日,谭琦研究员领衔的香菇团队与吉林农业大学李玉院士团队合作,组装完成了我国最大食用菌种类——香菇高质量的染色体水平基因组,从分子水平揭示了中国香菇栽培菌株的育种历史,并利用全基因组关联分析(GWAS)获得了三个与镉胁迫应答相关的基因。该研究对我国香菇种质资源的开发利用、新品种选育及食用菌对重金属胁迫应答具有重要意义。

    一、 染色体水平的香菇基因组组装


    高度连续、完整、准确的参考基因组是探索物种进化、遗传变异等研究的基础。目前已经有七个香菇基因组组装序列信息被报道,但是测序获得的基因组大小有一定差异,质量参差不齐,且均未组装到染色体级别。为了提高香菇基因组的组装效果,获得更高质量的基因组图谱,团队利用PacBioIlluminaHi-C相结合的方法对我国栽培最广泛的香菇L808菌株的基因组进行了组装,构建了高质量的染色体水平基因组,该基因组为45.87 Mb,其中99%以上的序列被铆钉到10条染色体上, ContigScaffold N50长度分别为 2.17 and 4.94 Mb,超过 96%BUSCO被鉴定,9853个蛋白编码基因被预测。


    二、 我国香菇种质资源多样性及育种历史分析


    我国野生香菇种质资源丰富,栽培菌株近500个,但“同种异名、异种同名”的产业问题突出,为了进一步理清我国现有香菇种质资源,团队在前期构建的核心种质库的基础上进一步对有代表性的34份野生种质和65份栽培菌株进行了基因组重测序,在此基础上将香菇种质资源主要划分为中国西南地区野生种质资源、中国中部地区野生种质资源、中国东北地区野生种质资源以及绝大部分的栽培菌株3个大的类群,并从分子水平揭示了中国香菇栽培菌株的育种历史。


    三、 香菇镉胁迫响应关键基因的筛选


    真菌对重金属的积累被广泛关注。团队在获得上述种质资源基因组信息的技术上,进一步鉴定了99份种质资源在外源镉胁迫下的表型差异,并使用全基因组关联分析的方法获得了基因组中与镉胁迫响应相关基因,其中包括DNA 连接酶和氨酰 tRNA 合成酶相关基因,表明DNA损伤修复和体内蛋白质翻译可能参与香菇镉胁迫的响应应答。


    相关研究成果发表在期刊 BMC GENOMICS2区,IF 3.969):“Chromosomal genome and population genetic analyses to reveal genetic architecture, breeding history and genes related to cadmium accumulation in Lentinula edodes(https://rdcu.be/cGMI9)。上海市农业科学院于海龙博士、章炉军博士为本文第一作者,吉林农业大学肖世俊教授、付永平教授及上海市农业科学院谭琦研究员为通讯作者。研究得到上海市科技兴农项目(2019-02-08-00-08-F01114)、上海市科委一带一路项目(20310750500)、国家食用菌产业技术体系(CARS-20)等项目的支持。

     
     
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