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羊肚菌的交配型基因和有性生殖研究取得新進展

發布時間:2017-05-17

 

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真菌有性生殖的關鍵調控因子是交配型位點(mating-type locus,MAT),因此交配型位點基因是食用菌研究的重要分子標記。羊肚菌是一類近年我國食用菌行業同行高度關注的重要真菌,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,對指導羊肚菌種質鑒定、菌種選育及高產栽培,具有重要價值。

  

近年,中國科學院昆明植物研究所楊祝良研究員研究組通過國內外合作,由杜習慧博士等選取該屬歐洲和亞洲的14個物種的223個子實體,對交配型基因及其在子實體不同部位分布的特點、子囊孢子的細胞核、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存在,才能實現子實體正常發育和產生子囊孢子。在羊肚菌中,雖偶而也能發生單倍體(只含一種交配型基因)結實現象,但子實體不能產生子囊孢子。(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):在子實體不育組織中和子實層中,同時具有MAT1-1-1和MAT1-2-1交配型(I);在子實體不育組織中,只含有MAT1-1-1或MAT1-2-1交配型,但在子實層中,卻同時含有MAT1-1-1和MAT1-2-1交配型(II);在子實體不育組織和子實層中,只含有MAT1-1-1或MAT1-2-1交配型,無交配,最終子囊中不產生子囊孢子(III)。在栽培的子實體不育組織中,多數含有MAT1-1-1和MAT1-2-1兩種交配型;而在野生子實體不育組織中,多數只含一種交配型,而且交配型MAT1-1-1遠多于MAT1-2-1。(4)利用交配型基因的核苷酸序列構建系統發育樹,能很好地區分近緣物種(圖1)。(5)根據上述研究結果,提出了羊肚菌的生活史框架。研究結果以“Mixed-reproductive strategies, competitive mating-type distribution and life cycle of fourteen black morel species”為題在線發表于Scientific Reports?!?/font>

  

上述研究工作得到973項目( 2014CB138305),國家自然科學基金(No. 31300022),中國科學院“西部之光”以及中國科學院/國家外專局國際合作項目創新研究團隊等項目資助。


來源‖中國科學院昆明植物研究所

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