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羊肚菌的交配型基因和有性生殖研究取得新進(jìn)展

發(fā)布時(shí)間:2017-05-17

 

圖片關(guān)鍵詞

真菌有性生殖的關(guān)鍵調(diào)控因子是交配型位點(diǎn)(mating-type locus,MAT),因此交配型位點(diǎn)基因是食用菌研究的重要分子標(biāo)記。羊肚菌是一類近年我國食用菌行業(yè)同行高度關(guān)注的重要真菌,但其交配型基因、有性生殖方式和生活史卻鮮為人知。開展羊肚菌的交配型基因和有性生殖的研究,對指導(dǎo)羊肚菌種質(zhì)鑒定、菌種選育及高產(chǎn)栽培,具有重要價(jià)值。

  

近年,中國科學(xué)院昆明植物研究所楊祝良研究員研究組通過國內(nèi)外合作,由杜習(xí)慧博士等選取該屬歐洲和亞洲的14個(gè)物種的223個(gè)子實(shí)體,對交配型基因及其在子實(shí)體不同部位分布的特點(diǎn)、子囊孢子的細(xì)胞核、有性生殖方式和生活史作了研究。(1)首次證明14種羊肚菌的有性生殖方式皆為異宗配合,即需要兩種交配型基因同時(shí)存在,才能實(shí)現(xiàn)子實(shí)體正常發(fā)育和產(chǎn)生子囊孢子。在羊肚菌中,雖偶而也能發(fā)生單倍體(只含一種交配型基因)結(jié)實(shí)現(xiàn)象,但子實(shí)體不能產(chǎn)生子囊孢子。(2)在羊肚菌的生活史中,主要為單倍體階段,其子囊孢子為多核的同核單倍體,有時(shí)有少量空核敗育孢子。(3)交配型的分布有三種類型(見圖2):在子實(shí)體不育組織中和子實(shí)層中,同時(shí)具有MAT1-1-1和MAT1-2-1交配型(I);在子實(shí)體不育組織中,只含有MAT1-1-1或MAT1-2-1交配型,但在子實(shí)層中,卻同時(shí)含有MAT1-1-1和MAT1-2-1交配型(II);在子實(shí)體不育組織和子實(shí)層中,只含有MAT1-1-1或MAT1-2-1交配型,無交配,最終子囊中不產(chǎn)生子囊孢子(III)。在栽培的子實(shí)體不育組織中,多數(shù)含有MAT1-1-1和MAT1-2-1兩種交配型;而在野生子實(shí)體不育組織中,多數(shù)只含一種交配型,而且交配型MAT1-1-1遠(yuǎn)多于MAT1-2-1。(4)利用交配型基因的核苷酸序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,能很好地區(qū)分近緣物種(圖1)。(5)根據(jù)上述研究結(jié)果,提出了羊肚菌的生活史框架。研究結(jié)果以“Mixed-reproductive strategies, competitive mating-type distribution and life cycle of fourteen black morel species”為題在線發(fā)表于Scientific Reports。 

  

上述研究工作得到973項(xiàng)目( 2014CB138305),國家自然科學(xué)基金(No. 31300022),中國科學(xué)院“西部之光”以及中國科學(xué)院/國家外專局國際合作項(xiàng)目創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目資助。


來源‖中國科學(xué)院昆明植物研究所

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