基于担孢子形成过程四分体随机分离规律揭示草菇的有性生活史

本研究观察了草菇担子上着生担孢子的类型、担孢子细胞核数量,扩增了单孢菌株交配型A因子特异序列,基于减数分裂后四分体随机分离进入担孢子的遗传规律,分析了异核担孢子和同核(或单核)担孢子的比例。研究结果表明,草菇担孢子中异核担孢子的比例平均为7.14%,同核或单核担孢子的比例平均为92.86%。单核或同核的担孢子萌发后需要质配形成异核体才能完成有性生殖,交配方式类似异宗配合;异核担孢子萌发直接形成异核菌丝,其有性生殖类似同宗配合。     

黄伞单孢杂交育种的初步研究

以采自山西省五台山和关帝山的WT3 和GD3两个黄伞纯化菌株为材料,显微观察了黄伞担孢子萌发的菌丝及交配特征,在PDA培养基上担孢子首先在其一端萌发出菌丝,宽度约3~4μm,接着产生分枝呈散发状向四周延伸。试验表明:单核菌丝体上可产生类似原基的凸状体,但不具结实性。两个单核菌丝交配后出现锁状联合是形成双核菌丝的典型特征,并具有结实性。     

榆耳有性结构及生活史的研究

本文通过电镜扫描、石腊切片及用苏木精染色法和DAPI荧光染色,对榆耳子实体有性结构进行观察,证实榆耳子实体菌盖结构分三层:上表层为毛层,表面着生有排列较密集顶端游离的菌丝,它们相互粘连呈菌丝束;中间层为髓部,由较疏松而相互交织在一起的薄壁菌丝组成,菌丝间充满胶质物质;下表层为子实层,表面起伏不平,呈不规则的疣状突起,上面着生担子和囊状体,担子无隔膜棍棒形,外表有不规则的网状纹饰,其顶部着生4个瓶梗状小梗,每个小梗上着生1个椭圆形或腊肠形担孢子,大小为2.5—3.0×6.0—6.5μm,担孢子表面有不规则的网状纹饰结构。在担子间的囊状体为长圆柱形或圆锥形,表面有较密的不规则的网状纹饰。 榆耳有性生殖为异宗配合。绝大多数担孢子含一个细胞核,很少数担孢子含两个细胞核。孢子萌发为一端萌发,也有少数为两端萌发。初生菌丝单核,不能形成子实体,当两种不同遗传性的交配型的初生菌丝结合后,形成具有锁状联合结构的双核菌丝,并可发育成子实体。榆耳具有典型减数分裂过程,不具有减数分裂后核分裂行为,四个子核分别进入四个担孢子内。 在初生菌丝或次生菌丝上,均可产生间生的或顶生的厚垣孢子。经过温度、光照和紫外线照射的诱发,均未发现有其它类型的无性孢子产生。因此,榆耳菌的生活史和大多数担子     

金针菇担孢子核相及遗传属性的研究

以3个不同的金针菇菌株为材料,研究了其担孢子的核相及遗传属性。荧光染色观察显示,担孢子核相以双核为主,双核孢子、单核孢子和无核孢子分别占80.2%、7.5%和12.3%。源于单孢分离物的菌丝为有隔膜、无锁状联合的多核菌丝。在交配试验中,源于不同菌株单孢分离物的菌丝原生质体的配对形成具锁状联合的菌落,而源于同一单孢分离物的菌丝原生质体的配对则形成无锁状联合的菌落,暗示担孢子中的两个核具有相同的交配型。RAPD分析显示,源于同一单孢分离物的菌丝原生质体为10个随机引物所扩增的图谱彼此完全相同,印证了担孢子中的双核是同质的。此外,观察表明,一个担子上着生有4个担孢子。因此,金针菇是一种具4个含同质双核担孢子的四极性蕈菌。     

利用原生质体融合研究凤尾菇中性菌株的交配反应

凤尾菇营养缺陷型突变型中性菌株与另一株营养缺陷型的正常交配型菌株进行了原生质体融合反应.融合子之间以及与亲本之间在菌落形态和菌丝生长速度上表现出了较大差异。融合子菌落角变的菌丝体从多核体转变为双核体,并且在菌丝体上产生了圆桶状的特殊结构而不是通常的锁状联合。初步观察表明这些结构似乎与细胞核的迁移有关.对融合子子实体的担孢子进行了遗传分析,结果确证子实体是由两个亲本菌株的融合子产生,同时也表明要对中性菌株交配反应中基因重组进行深入分析还需要进行更多的研究。     

金针菇生活史各阶段核相研究

对金针菇Flammulina velutipes生活史各阶段的菌丝体、子实体、担孢子等进行荧光显微观察。结果表明,金针菇单个担孢子发育而来的同核体菌丝为单核,无锁状联合,部分单孢菌株能形成同核子实体,同核子实体的原担子中只有1个核,该核在担子中进行一次有丝分裂形成纵向排列的2个子核,担子发育停止,同核子实体不产生担孢子;具有可亲和交配型的两个同核体菌丝经过质配形成异核体菌丝,异核体菌丝双核,具有锁状联合,能形成异核子实体,异核子实体的原担子中具有2个核,这2个核经过核配融合为1个二倍核,二倍核在担子中进行减数分裂形成4个单倍子核,4个子核分别进入4个担孢子中,随着担孢子继续发育,其中的单核再进行一次有丝分裂,成熟担孢子为双核,但这2个核是同质的。单核菌丝和双核菌丝都能产生粉孢子,且产生的粉孢子均为单核。     

担子菌类食用菌交配型位点结构的研究进展

大多数可栽培的食用菌是属于担子菌的大型真菌,具有复杂的交配型系统,通常涉及到两类交配型基因,即编码同源域转录因子的A交配型基因以及编码脂肽信息素和信息素受体的B交配型基因。对担子菌交配型系统的研究已经有上百年的历史,近年来随着高通量测序技术的发展,很多常见食用菌的基因组获得测序,使得我们对不同类型交配型位点的分子遗传学结构能够进行更加细致的解析。本文在概述了担子菌有性生殖系统和交配型基因分子特点的基础上,对常见食用菌中的香菇、金针菇、灵芝、糙皮侧耳、刺芹侧耳、白灵侧耳、裂褶菌、双孢蘑菇、草菇和虎皮香菇以及模式生物灰盖鬼伞等物种的交配型位点的结构进行了总结和分析。从已有的研究结果来看,常见食用菌的交配型位点的分子遗传学结构存在多样性,不同物种的交配型位点具有不同的结构特点。从物种内不同菌株之间的交配型结构比较来看,交配型基因的位置和数量也具有丰富的多样性。在分子遗传学层面对常见食用菌交配型位点结构的认识将有助于深入阐明交配型基因对子实体发育的调控以及解决食用菌生产实际中的科学问题,但是目前对食用菌交配型位点和基因的研究仍旧存在很多空白,有待于进一步深入和拓展。     

利用原生质体融合研究凤尾菇中性菌株的交配反应

凤尾菇营养缺陷型突变型中性菌株与另一株营养缺陷型的正常交配型菌株进行了原生质体融合反应融合子之间以及与亲本之间在菌落形态和菌丝生长速度上表现出了较大差异。融合子菌落角变的菌丝体多核体转变为双核体,并且在菌丝体上产生了圆桶状的特殊结构而不是通常的锁状联合。初步观察表明这些结构似乎与细胞核的迁移有关,对融合子子实体的担孢子进行了遗传分析,结果确实了实体是由两个亲本菌株的融合子产生,同时也表明要对中性菌株交配反应中基因重组进入深入分析还需要进行更多的研究。     

新生隐球菌RBP1基因克隆与功能分析

新生隐球菌是自然界广泛存在的具荚膜的酵母型病原真菌,能侵染人类中枢神经系统引起真菌性脑膜炎,每年导致全球大约18万人死亡。本研究在前期隐球菌交配表达谱的基础上,选择一上调表达的RNA结合蛋白基因（CNAG_04772）,进行克隆和功能分析。结果表明该基因全长2 247bp,cDNA全长1 518bp,编码505个氨基酸组成的蛋白,含有2个RNA识别基序RRM1和RRM2,命名为RBP1。基因表达模式分析表明RBP1在隐球菌酵母细胞、担子以及担孢子阶段都有表达,交配菌丝阶段不表达;亚细胞定位分析表明Rbp1蛋白定位于隐球菌的细胞核和细胞质中。与野生型菌株H99相比,敲除突变体菌株能够交配并产生双核菌丝,但丧失产生担孢子的能力,而互补菌株与野生型菌株H99间无显著差异。致病力测定结果显示,敲除突变体菌株致病性显著降低。     

杨柳田头菇交配型因子与菌丝生长速度关系

以杨柳田头菇（Agrocybe salicacola）菌株711子实体为材料,经担孢子弹射,用稀释分离法获得224个单孢菌株,其中单核菌株210个,交配试验及单孢出菇证明其性遗传模式为四极异宗结合,4种交配型的比例为AxBx∶AxBy∶AyBx∶AyBy为47∶59∶53∶51。研究结果还表明,杨柳田头菇4种交配型的数量、比例与单孢萌发速度、生长速度相关,生长速度较慢的菌株基本上属于一种交配型,只有少数生长慢的菌株属于另外两种交配型。值得注意的是,尽管快（F）-慢（S）配对的异核体与快（F）-快（F）配对的异核体在YPD平板上生长速度无明显差别,但在聚丙烯栽培袋上F-S异核体的生长速度明显快于F-F异核体,这说明交配因子A和B与生长速度基因可能连锁,且存在重组现象,F-S交配的异核体在生长上有优势,可能是人工选择后交配因子亚基减少导致偏分离发生的原因。     

互补交配型配对诱导蛹虫草有性子实体形成

前期我们获得了优良性状蛹虫草Cordyceps militaris野生菌株W141436,其子实体虫草素含量高达3.72 mg/kg干重,子实体多糖高达6.7 g/100 g干重,但在大规模应用中发现它发生退化。针对蛹虫草人工栽培退化问题,我们提出蛹虫草子实体形成是有性生殖过程,其两种交配型发生交配是蛹虫草子实体形成的必要条件。本文基于交配型基因分子标记研究了优良性状蛹虫草野生菌株W141436的退化机制。具体地,采用单孢子分离的方法对蛹虫草野生分离株W141436的子囊孢子进行分离,得到了72个单孢菌株。进一步采用PCR方法对单孢菌株及亲本菌株进行了交配型基因类型鉴定。在72个单孢菌株中,28株为Mat1-1类型交配基因型,31株为Mat1-2类型交配基因型,13株含有与亲本相同的交配型基因。根据鉴定结果,对2株Mat1-1型(SP28、SP33)和2株Mat1-2型(SP15、SP32)菌株进行了栽培实验。结果表明,形成子实体的栽培用亲本菌株同时含有Mat1-1和Mat1-2两种交配类型基因,即只有含不同交配型基因的菌株具有发育为子实体的能力,而含同种交配型基因的菌株则不能发育为子实体。本研究为防止蛹虫草在大规模种植中退化提供了理论依据。     

不同交配型马尔尼菲篮状菌的抗真菌药物敏感性

马尔尼菲篮状菌是马尔尼菲篮状菌病的致病菌,具有不同交配型,且交配型分布具有地域差异。交配型是影响某些真菌药物敏感性的因素之一,但是否影响马尔尼菲篮状菌的药物敏感性不详。为了解马尔尼菲篮状菌交配型和其药物敏感性的关系,本研究检测了不同交配型马尔尼菲篮状菌对7种抗真菌药物的敏感性。结果显示,与MAT-1型马尔尼菲篮状菌相比,MAT-2型马尔尼菲篮状菌对伊曲康唑的敏感性较低,提示马尔尼菲篮状菌交配型可能与马尔尼菲唑类耐药相关。     

蛹虫草菌株退化特征及鉴别方法

蛹虫草菌株在继代培养和低温长期保藏过程中极易退化导致子实体产量下降,对产业造成重大影响。本研究以正常菌株、PDA斜面长期4 ℃保藏导致退化的菌株和连续继代培养的菌株为材料,观察其子实体、菌落、菌丝形态和分生孢子数量,对菌丝细胞核、线粒体、活性氧积累和芽生孢子内脂滴进行染色观察;并对菌丝中虫草素、腺苷和麦角甾醇含量进行比较分析。结果表明PDA斜面长期4 ℃保藏和连续继代培养导致的蛹虫草菌株退化表型大多数一致,即退化菌株较正常菌株子实体产量降低、菌丝粘连打结、分生孢子数量显著降低、菌丝活性氧含量升高、细胞内线粒体数量减少、芽生孢子脂滴由弥散的小脂滴融合为大脂滴。然而,在菌落见光转色方面,长期低温保藏退化菌株基本不转色,而继代培养退化菌株转色不稳定;长期保藏退化菌株菌丝细胞核数目无明显变化,继代培养退化菌株细胞核数量明显减少;长期保藏退化菌株菌丝中虫草素、腺苷和麦角甾醇含量较正常菌株降低58%、41%和70%,继代培养退化菌株麦角甾醇含量无明显变化。因此,显微观察菌丝是否出现粘连打结及氮蓝四唑NBT检测菌丝活性氧含量,操作简单、用时较短,可用于大规模生产中蛹虫草菌株退化的检测手段;线粒体和脂滴染色也可作为退化菌株的鉴别方法;而生产中常用的通过菌落见光转色判断菌株优劣的方法需要慎重。继代培养菌株第4代开始出现明显的退化特征,因此在生产中使用的菌株最好控制在继代培养3代以内。     

食用外共生菌根真菌兰茂牛肝菌Lanmaoa asiatica纯培养条件下不同发育时期的核相

食用外共生菌根菌是一类可食用并与植物共生的大型真菌,其在纯培养条件下菌丝生长缓慢,不会扭结发育成原基,不能完成生活史。因此关于食用菌根菌纯培养条件下生活史的研究报道极少。本研究的兰茂牛肝菌Lanmaoa asiatica已能在纯培养条件下诱导出原基,这使生活史的研究得以完成。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜及荧光显微镜对兰茂牛肝菌子实体担子、担孢子、纯培养菌丝和原基的核相进行了观察。结果表明,子实体菌丝细胞为双核,担子经过减数分裂形成4个单核担孢子;担孢子萌发时长轴端长出芽状突起伸长为菌丝,原孢子中的细胞核不分裂,直接进入菌丝,形成单核初生菌丝;初生菌丝5d后变为双核菌丝;纯培养菌丝及原基细胞均为双核,其菌丝表面光滑,未观察到锁状联合。     

表型与亲本不易区分的茯苓同核体菌株新类型

茯苓Wolfiporia hoelen是我国传统中药材之一,也是一种食药兼用的大型真菌,目前已规模化栽培,但由于其交配系统一直不明确,影响了种质改良。前期我们发现了茯苓的同核体,明确了茯苓的交配系统和生活史,并建立了以培养特性和分子标记区分同核体的方法,但未明确是否适用于茯苓种群的不同个体。在对多个菌株的研究中,发现了同核体表型与亲本不易区分的茯苓菌株。本研究主要以来自日本的菌株775 (NBRC 30628)为亲本,对其同核体菌株进行收集鉴定,并对同核体菌株的培养特性、交配现象和杂交等进行了研究。此类菌株的同核体菌株可通过与亲本对峙培养进行鉴定,但菌丝生长、菌落形态和吃料速度等与亲本没有显著差异,不同交配型的同核体之间交配时没有明显的交配现象。rpb2杂合位点标记可以用于鉴定该类型同核体菌株,且能验证是否交配。该类型同核体与之前发现的同核体类型之间可以进行杂交,杂交菌株可与两亲本都产生拮抗现象。该发现补充了之前建立的茯苓同核体鉴定方法,加深了对茯苓物种群体的了解,同时丰富了茯苓的育种资源。     

单孢分离菌株的异核不对称特性揭示梯棱羊肚菌为假同宗结合真菌

本文以基因组数据显示只具有MAT1-1 idiomorph的单孢菌株YPL6-3和只具有MAT1-2 idiomorph的单孢菌株YPL6-1为材料,研究它们子代的子囊果、单孢菌株群体和同一子囊中8个单孢菌株的交配型分布情况。YPL6-3和YPL6-1菌株分别隔离栽培和互补混栽均能形成正常的子囊果,其子囊果菌柄交配型分布与亲本菌株有关。PCR扩增检测235株子代单孢菌株的交配基因出现有趣现象：一些菌株的MAT1-1-1基因电泳条带强,而MAT1-2-1基因的条带弱;另一些菌株则MAT1-1-1基因条带弱,而MAT1-2-1基因条带强。同时也有两基因条带都强或者一基因条带强,另一基因无条带的菌株。从3个子囊果中共挑取了10个子囊,并对每个子囊中的单孢进行独立分离,PCR扩增并电泳检测交配基因时也出现了上述相同的情况。若MAT1-1-1强,则MAT1-2-1弱或无,这样的菌株在同一子囊中不会超出4个,反之亦然。利用长片段PCR扩增YPL6-1和YPL6-3菌株的全长MAT idiomorph,利用Nanopore测序技术对扩增子进行单分子实时测序,2次重复实验的序列比对发现：菌株YPL6-1中存在99.63%和99.81%的MAT1-2 idiomorph分子及0.37%和0.19%的MAT1-1 idiomorph分子;菌株YPL6-3中存在99.45%和99.74%的MAT1-1 idiomorph 分子及0.55%和0.26%的MAT1-2 idiomorph分子。从而证实,这2个基因组测序和PCR扩增都只能检测到一种交配型的菌株,其实是异核菌株,只是2种交配型核的数量占比存在较大偏离。根据上述现象推断,梯棱羊肚菌的子囊孢子都是异核的,萌发后形成的单孢菌株具有异核不对称特点,从而推测梯棱羊肚菌是一种特殊的假同宗子囊菌,同时也揭示了梯棱羊肚菌单孢出菇的真相。     

Bipolar incompatibility system of an ectomycorrhizal basidiomycete, Rhizopogon rubescens

The mating systems of most ectomycorrhizal fungi have not been elucidated because of two reasons. One is the difficulty of obtaining homokaryotic isolates for mating tests caused by the low germination rate of basidiospores, and another is the difficulty of checking dikaryotization caused by the absence or inconsistent production of clamp connections on heterokaryotic mycelia under laboratory conditions. Basidiospore germination of a few ectomycorrhizal fungi has been induced by living roots of their host plants. Based on this information, we examined methods to obtain homokaryotic isolates of Rhizopogon rubescens using its host plant, Pinus thunbergii. The basidiospores of R. rubescens appeared to germinate well on an agar plate, on which axenic pine seedlings were grown in advance to induce germination, even when the seedlings were removed from the plate at the time of spore inoculation. To enhance the production rate of clamp connections on the heterokaryotic mycelia of R. rubescens, the culture medium composition was modified. The pH of the medium was critical for the production of clamp connections, and the optimal pH was higher for the production of clamp connections than for mycelial growth. These findings made it possible to conduct mating tests, and we found that the mating system of R. rubescens is bipolar with a multiallelic mating type factor.     

昆诺阿藜链格孢叶斑病病原及其生物学特性

为明确昆诺阿藜链格孢叶斑病病原,在山西省昆诺阿藜种植区采集典型症状的标本分离病原菌,选择代表性菌株LGB-b和LGB-h对其形态学、分子生物学、致病性及生物学特性进行了研究。综合形态学和多基因系统发育(Alt a 1、endoPG 和OPA10-2)分析,确定昆诺阿藜链格孢叶斑病病原为Alternaria alternata。致病性测定发现接种6 d后病斑呈灰绿至黄绿色,表面具有灰棕至灰褐色霉层,周围具黄绿色晕圈,与田间症状基本一致。菌株LGB-b和LGB-h均可侵染昆诺阿藜、藜和台湾藜。菌株LGB-b菌丝生长的最适培养基为V8 蔬菜汁琼脂培养基(V8)、温度为25-30 ℃、水活度≥0.98、pH为6-7;分生孢子萌发的最适水活度≥0.98、pH为6-7。菌株LGB-h菌丝生长的最适培养基为马铃薯胡萝卜琼脂培养基(PCA)、温度为20-25 ℃、水活度≥0.98、pH为6-7;分生孢子萌发的最适水活度≥0.98、pH为7-8。