设施化专用香菇种质资源挖掘

以香菇L808菌株基因组序列为参照,开发了300份插入/缺失(InDel)标记。通过5个菌株的初筛,选出均匀分布于基因组的82份多态标记对42份香菇种质资源进行遗传背景分析。同时在设施化栽培条件下考察了种质资源的生育期、菌棒转色、菌棒硬度、现蕾期和产量等表型。结果表明：供试香菇种质资源的遗传多样性丰富,栽培菌株与野生菌株的遗传距离较远,遗传相似性系数平均值为0.51。群体结构分析将种质资源分为6个亚群,与基于遗传距离的系统聚类结果较为一致。亚群间菌株具有较远的亲缘关系,遗传分化指数平均值为0.290,适合用于杂交育种。表型结果显示,设施化栽培条件下的种质资源农艺性状分化程度高,亚群间菌株的生育期、现蕾期和产量均有显著差异。种质资源多样性分析结果为香菇杂交育种工作奠定了基础。     

InDel标记的研究和应用进展

InDel是指在近缘种或同一物种不同个体之间基因组同一位点的序列发生不同大小核苷酸片段的插入或缺失(insertion-deletion), 是同源序列比对产生空位(gap)的现象。InDel在基因组中分布广泛、密度大、数目众多。InDel多态性分子标记是基于插入/缺失位点两侧的序列设计特异引物进行PCR扩增的标记, 其本质仍属于长度多态性标记, 可利用便捷的电泳平台进行分型。InDel标记准确性高、稳定性好, 避免了由于特异性和复杂性导致的后续分析模糊。此外, InDel标记能扩增混合DNA样品和高度降解的微量DNA样品, 并进行有效分型。InDel标记目前已开始应用于动植物群体遗传分析、分子辅助育种以及人类法医遗传学、医学诊断等领域。随着位于功能基因上InDel标记的开发, 结合染色体步移和基因精细定位, 可将这些标记应用于相关物种经济性状的功能基因的筛选, 有利于优良基因的进一步开发和利用。     

基于重测序信息的金针菇菌株资源遗传多样性及群体结构分析

通过对来自国内外的28份金针菇菌株资源的重测序共计检测到SNP位点1 241 583个,InDel位点623 670个。通过筛选分型,1 474个高质量SNP标记（多态信息含量指数PIC介于0.101-0.966之间）被用于金针菇资源群体多样性和结构分析。经计算,菌株间遗传距离在0.057-0.631之间。UPGMA进化树拓扑结构显示栽培菌株是其与野生菌株混合分支的一个亚支,自然栽培和工厂化栽培菌株可各自聚成一支,符合金针菇育种历史。群体结构结果显示金针菇种质资源包含5个亚群。主成分分析显示菌株在二主分之间的位置及互相间距离基本符合进化树分类、群体结构和遗传距离。本研究为金针菇分子标记和基因型的确定提供序列基础,也为后续资源保护利用、重要农艺性状的基因定位和基于分子标记的聚合育种提供理论依据。     

基于黄瓜基因组重测序的InDel标记开发及其应用

基于黄瓜基因组重测序结果,搜索InDel位点,按照每隔1～3M个碱基对的距离选择并设计遍布全基因组的代表性InDel引物134对,以16份黄瓜典型种质检测其有效性。结果显示,134对引物均获得扩增产物,其中具有多态性的引物116对,占引物总数的86.6%。116对引物充分揭示出16份种质的多样性和特异性。本研究所开发的InDel分子标记将为黄瓜种质资源和分子遗传育种研究提供有力的遗传工具。     

利用SSR标记研究茄子种质资源遗传多样性

本研究利用105个SSR分子标记分析了50份茄子种质资源遗传多样性。105对SSR引物中筛选出的20对多态性含量较高的引物,在50份茄子品种组成的群体中共检测出91个等位基因,平均每个基因位点检测到4.55个等位基因。PIC的变幅为0.202 1~0.735 6,平均为0.401 2。根据遗传距离并结合UPGMA聚类分析可将50份种质分为10个类群。SSR分子标记与品种资源性状聚类分析基本一致。     

烟草种质基因分型核心SNP标记的开发

基于KASP(kompetitive allele specific PCR)技术平台，开发并验证可用于烟草核心种质基因分型的SNP(single nucleotide polymorphism)标记和对应检测引物，为烟草种质基因型鉴定评价、遗传多样性分析、核心种质筛选等提供技术和数据支持。利用Python和Perl脚本程序对覆盖烟草全基因组的1 179 154个SNP位点进行KASP引物设计和筛选，并通过试验验证其准确度和可用性。结果共有217 621个SNP位点完成了对应KASP引物设计，选择1 378个SNP位点进行试验验证，明确了732个可作为SNP标记，并确定48个SNP标记作为烟草种质资源基因分型的核心标记。这48个核心标记在烟草24条染色体上平均分布，平均PIC为0.36，平均MAF为0.39。利用确定的48个核心SNP标记，可以将各供试种质特别是将当前主栽烟草品种基因型进行区分，且标记具有极高的可靠性。     

中华蜜蜂的单核苷酸多态性和插入缺失突变位点鉴定

【目的】本研究拟利用已获得的中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫肠道的转录组数据对单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）和插入缺失（Insertion-Deletion,InDel）突变位点进行挖掘和分析,旨在丰富中华蜜蜂的SNP和InDel信息,并为新型分子标记的开发提供基础。【方法】根据有效读段与东方蜜蜂Apis cerana参考基因组的比对情况,采用GATK软件识别单碱基错配和碱基的插入缺失情况,再利用ANNOVAR软件对SNP位点和InDel位点进行分析。通过相关生物信息学软件将SNP和InDel位点所在基因分别比对GO和KEGG数据库,以获得相应的功能和通路注释。【结果】共鉴定到中华蜜蜂的58 919个SNP位点,包括24 548个纯合位点和34 371个杂合位点;发生转换和颠换的SNP位点分别有49102和9817个;数量最多和最少的突变类型分别是C/T和T/G;分布在外显子区的SNP位点数量最多,达到22 649个;此外,发生同义突变的SNP位点数量最多,其次是非同义突变;SNP位点所在基因可注释到46个GO条目和121条KEGG通路。共鉴定到6 551个InDel位点,包括3 270个插入突变和3 281个缺失突变;分布在内含子区InDel位点最多,共计2 793个;发生移码插入的InDel位点最多;进一步分析结果显示InDel位点所在基因可注释到27个GO条目和28条KEGG通路。【结论】本研究鉴定到中华蜜蜂的大量SNP位点和InDel位点,解析了SNP和InDel位点的突变类型、基因组功能元件分布和密码子突变类型,并揭示SNP和InDel位点对中华蜜蜂的重要生物学过程具有潜在影响。     

中国香菇主栽品种遗传多样性的SSR分析及指纹图谱构建

【目的】香菇(Lentinulaedodes)是世界第二大食用菌,研究我国现有栽培种群体的遗传多样性和遗传构成以及准确鉴定品种是新品种开发和产业健康发展的基础。【方法】采用多态性的SSR(Simple sequence repeat)分子标记对中国历年来使用主栽品种进行遗传多样性及群体结构分析,比较其谱系来源,解析中国主栽品种的群体多样性构成,并构建指纹图谱用于品种鉴定。【结果】24对多态性SSR引物对51份香菇菌株都具有多态性。聚类分析在相似系数0.69处可将栽培种群体分为4个类群,野生种驯化或参与杂交获得的菌株位于类群Ⅲ和Ⅳ,其他菌株位于另外两个类群Ⅰ和Ⅱ。群体结构分析可将栽培群体分为6个遗传构成,显示L808、L135等代表性菌株在各自的构成中参与了其他菌株的选育过程,解释了以其为亲本的部分品种的谱系来源。依据筛选出的9对条带清晰的SSR引物组合构建了多位点SSR指纹图谱,可对45个香菇商业菌种进行辨识。【结论】我国香菇主栽品种亲缘关系较近,育种多围绕L808、L135、9015等核心代表性品种进行,本研究可为选育具有自主知识产权、适应不同栽培模式的新品种提供依据;指纹图谱的构建也能为香菇品种的准确鉴定提供保证。     

粗皮侧耳栽培种EST-SSR分子标记的开发应用及初级核心种质库的构建

根据已知的粗皮侧耳、灵芝、香菇EST序列开发出9条粗皮侧耳EST-SSR引物、58条灵芝EST-SSR引物和35条香菇EST-SSR引物,从中筛选出4条多态性好、条带清晰的引物,对选取的185株粗皮侧耳栽培种进行扩增分析。共扩增得到59条带,每个引物扩增条带数为12–19条,扩增片段在100–1,100bp之间。根据扩增结果构建了一个含47株粗皮侧耳栽培种的初级核心种质库P-core47。分析得出P-core47占原群体样品数25%,占资源库的13%,有效等位基因数和多态性位点占有率与原群体一致,多样性指数均值比原群体高0.12747,在原群体的低频率等位基因有所增强。P-core47内菌株来源广泛,基本已覆盖各个栽培地区,统计的质量性状和数量性状均可在其中找到代表性菌株。表明了用EST-SSR分子标记构建粗皮侧耳栽培种初级核心种质库的可行性。     

魔芋种质资源的AFLP分析

利用AFLP技术对13份魔芋种质资源进行了DNA多态性分析。从10对引物中筛选出2对引物扩增基因组DNA,共获得112条带,其中64条为多态性标记,每个引物平均提供56个标记信息。UPMGA法聚类分析结果表明:魔芋资源的遗传多态性比较丰富,西盟魔芋和珠芽魔芋的关系比较近,白魔芋和花魔芋的关系比较近。     

香菇菌丝后熟转色的转录组分析

香菇是世界第二大栽培食用菌,其菌丝后熟转色是其特有的栽培过程,并对其产量和品质至关重要.为了进一步了解香菇后熟转色形成的机制,本研究利用Illumina二代高通量测序平台,对初始未转色菌丝(LE 118)、光照下转色菌丝(LE313C)、黑暗下未转色菌丝(LE313W)进行转录组测序,以香菇单核体W1-26基因组为参考...     

三个不同产地香菇多糖的理化性质及生物活性研究

本研究分析了浙江、湖北和新疆香菇多糖的结构、抗氧化及抗肿瘤活性。采用水提醇沉法,制备3个产地香菇多糖,分别利用Sevag法及透析法对其进行初步纯化,获得浙江香菇多糖（ZLP）、新疆香菇多糖（XLP）、湖北香菇多糖（HLP）。进一步通过高效阴离子交换色谱（HPAEC）测定其单糖组成,傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析其结构。检测了3个多糖的自由基清除能力和抑制肿瘤细胞增殖能力。结果表明,3个多糖均主要由葡萄糖、半乳糖及甘露糖组成。3个多糖红外光谱的特征吸收峰相似,均含有β糖苷键。HLP、ZLP、XLP均可有效清除1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）、2,2-联氮基双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）和羟基自由基。此外,HLP和XLP对人肝癌细胞（HpG2）、人肺癌细胞（NCI-H460）、人胃腺癌细胞（SGC-7901）的抑制增殖能力高于ZLP。     

外源茉莉酸甲酯诱导对香菇多糖代谢及关键酶基因表达的影响

香菇多糖是重要的生物活性成分,其药用价值高,茉莉酸甲酯有助于提高食用菌多糖含量,但关于其对香菇多糖合成的影响尚不清楚。本研究以香菇新808为实验材料,对不同浓度茉莉酸甲酯（MeJA）诱导下香菇菌丝生物量和生长速率、香菇多糖代谢关键酶活性及基因相对表达量、香菇多糖含量进行比较分析。结果表明：10μmol/L的茉莉酸甲酯可显著促进香菇菌丝生长并提高菌丝体生物量,分别是对照的1.14倍、1.2倍;与香菇多糖代谢相关的UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）、葡萄糖磷酸异构酶（PGI）、α-葡萄糖磷酸变位酶（α-PGM）活性增加,为对照组的1.58、1.13、3.21倍;其基因相对表达量较对照组也显著上调,为对照组的5.73、1.4、1.77倍;香菇多糖合成量显著增加,为对照组1.58倍。10μmol/L的MeJA处理后,香菇多糖代谢关键酶活性及基因相对表达量与多糖含量间存在显著的正相关关系,表明添加适宜浓度的茉莉酸甲酯会影响香菇菌丝的生长及多糖合成。     

不同光质光照对香菇子实体农艺性状与质构品质的影响

香菇Lentinula edodes是世界第一大食药用真菌,随着香菇工厂化生产逐渐规模化、周年化、标准化,香菇工厂对环境集约化及智能化控制的要求也越来越高。光照是香菇生长发育过程中重要的环境因素,本研究将转色后的香菇菌棒分别置于红光（R）、绿光（G）、蓝光（B）、红绿光（RG）、红蓝光（RB）、绿蓝光（GB）、红绿蓝光（RGB）7种光线下照射培养,以黑暗处理（CK）的香菇菌棒作为对照,探究不同光质光照对香菇子实体农艺性状与质构品质的影响。结果表明：红绿蓝光照射下单个菌棒蕾数最多,为24.33个,黑暗处理下蕾数最少,16.17个;蓝光和红绿蓝光照射下子实体产量较高,达到228.12g/棒和220.82g/棒;红光条件下子实体产量最低,为173.53g/棒。不同光质光照对香菇子实体的形态特征有影响,红光和黑暗环境会影响子实体菌盖和菌柄的颜色,使其颜色偏淡,色彩饱和度增加,并且促使菌柄的生长。绿光和蓝光照射下子实体农艺性状和质构品质好。本研究表明蓝光可以作为香菇工厂化生产出菇阶段的首选光质。     

延长鲜切香菇货架期的保鲜工艺

通过优化最佳的鲜切香菇加工技术,延长鲜切香菇产品的货架期,为扩大工厂化生产提供依据。本研究设计了3种香菇清洗工艺以及3种气调保鲜方法,利用感官、气味和理化指标的变化来评价清洗保鲜效果。经过无菌水、次氯酸钠溶液以及未经清洗3种处理方式加工的鲜切香菇产品在低温储藏120h时,其表面微生物数量发生较大的变化,无菌水清洗处理组微生物总量达到4.68×10³CFU/g,而次氯酸钠溶液处理组和未经清洗的处理组的微生物含量分别为4.15×10³CFU/g和3.05×10³CFU/g。对3种气调比例保鲜效果研究结果表明,未清洗+T1（15% CO₂、5% O₂、80% N₂）处理组的香菇切片品质保存最好,在第12天时其多糖、蛋白质含量、抗坏血酸含量、类黄酮含量以及抗氧化活性达到最高,分别为70.32mg/g、131.19mg/g、16.46mg/100g、1 272.57μg/g和73.02mmol/g;其总酚含量最低,为2 133.88μg/g。通过电子鼻检测以及主成分分析（PCA）发现多种工艺组合中,未清洗+T1处理组的香菇切片在储藏期12d内气味变化最小,显著优于其他处理组合。综上所述,未清洗+T1气体比例处理组是适宜鲜切香菇加工以及保鲜的优势工艺,通过此方法可使鲜切香菇的货架期从6d延长至12d,对工厂化生产具有指导意义。     

基于响应面法对香菇原生质体制备条件的优化

香菇Lentinula edodes是我国食用菌年产量最大的单品,优化香菇原生质体的制备条件,获得高质量、高活力的原生质体可以为香菇育种和遗传多样性分析提供技术保障。本研究利用单因素试验对稳渗剂浓度、酶解液类型、酶解时间、酶解温度4个因素的最优作用条件和相关性进行检验和筛选;依据单因素试验的结果,对酶解时间、酶解温度、酶解液种类进行响应面法3因素3水平试验优化分析。单因素试验结果表明,使用2%的溶壁酶+蜗牛酶+纤维素酶混合酶制剂为酶解液、0.6 mol/L甘露醇为稳渗剂的效果显著高于其他处理(P<0.05)。经Box-Behnken设计得出香菇原生质体最佳制备条件为酶解时间3.25 h,酶解液浓度1.7%,酶解温度30.49 ℃,获得原生质体产量为14.02×10⁶ CFU/mL,与理论产量(13.862×10⁶ CFU/mL)偏差小,可为后续原生质体融合育种和多样性分析提供重要基础。     

大兴安岭天然林不同演替阶段共优势种种群结构与动态

受林火干扰和采伐等因素的影响,大兴安岭原始林逐渐退化为次生林。本研究选择天然白桦纯林(先锋阶段)、天然白桦-兴安落叶松混交林(过渡阶段)和天然兴安落叶松纯林(顶极阶段)3种典型林分,各设置固定样地16块,采用种群年龄和树高结构、静态生命表、生存分析、动态指数及时间序列预测的方法量化分析共优势种(白桦、兴安落叶松)和乔木树种全体的变化规律,为天然兴安落叶松林的恢复和发展提供科学依据。结果表明:各阶段共优势种和乔木树种全体的幼龄数目均较多,种群具有较强的自我更新潜力,随着演替的进行,各龄级白桦株数逐渐减少,兴安落叶松株数逐渐增多。乔木树种全体和白桦在过渡阶段、兴安落叶松在先锋阶段的死亡率和消失率随龄级的增加逐渐升高,存活曲线为Deevey-Ⅰ型,生存分析结果显示,种群前期平稳,中期增长,后期衰退;在其他阶段死亡率呈小幅度波动,存活曲线均为Deevey-Ⅱ型,种群具有前期增长、中期衰退、后期稳定的特点。共优势种和乔木树种全体在3个演替阶段均为增长型,其中先锋阶段白桦、顶极阶段兴安落叶松和乔木树种全体对环境的敏感指数最小。时间序列预测结果表明,各阶段共优势种和乔木树种全体在未来一段时间内均会增长。在森林演替过程中,需加强对幼苗幼树的保护,对盖度大的林分进行疏伐,采取适当的人为措施以确保种群的更新。