尖顶羊肚菌单孢菌株群体培养特性研究

目的:羊肚菌不同分离物在培养过程中形态学变化较大且极不稳定,通过同一子实体不同单孢菌株在不同培养基上的培养特性研究特别是产菌核能力的变化回答这些变化是否是由于多核菌株的不稳定性引起.方法:以不同来源尖顶羊肚菌单孢菌株为材料,并以粗柄羊肚菌为对照,研究了菌株在不同培养基上的培养特性,并对同一子实体及不同子实体产菌核和不产菌核单孢进行配对培养.结果:尖顶羊肚菌单孢菌株按培养特征可分为9类,同等条件下每一菌株的培养特性保持稳定;在综合马铃薯葡萄糖培养基(CPDA)、葡萄糖硝酸钠琼脂培养基(GN)、酵母膏胨葡萄糖琼脂培养基(YPD)进行转接培养时,可成功地将产菌核菌株转化为不产菌核菌株;尖顶羊肚菌同一子实体及不同子实体各产菌核单孢菌株产核数量及分布变化很大,交配后单孢之间性状会发生较大变化,包括菌核形态、菌丝形态、生长势,特别是产菌核能力会消失和发生转移.     

羊肚菌不同单孢及不同萌发孔菌丝间的遗传多样性

本研究对来自不同单孢和不同萌发孔菌丝的166份羊肚菌菌株进行形态研究、交配型基因检测、基于ISSR的遗传多样性分析和菌株杂交选育。结果表明,来自不同单孢及其不同萌发孔菌丝培养的菌株间均存在不同程度的形态和遗传差异。4条ISSR引物共扩增出条带清晰的22条多态性谱带,多态性比率为88%。基于遗传相似性系数（GS）、不加权成对群算术平均法（UPGMA）构建的系统树,可将供试菌株分为梯棱羊肚菌Morchella importuna和六妹羊肚菌M. sextelata两大类群。聚类分析发现不同物种间的单孢菌株和单丝菌株的遗传差异显著;同一单孢不同萌发孔菌丝的菌株间存在较大的遗传分化,遗传多样性丰富。交配型基因检测证实羊肚菌是异宗结合型真菌,同一单孢的不同萌发孔菌丝体含相同的交配型基因（MAT 1-1-1或MAT 1-2-1）。遗传多样性结果表明：梯棱羊肚菌比六妹羊肚菌的遗传背景更广泛。此外,ISSR分子标记也表明仅依靠菌丝和菌核的形态特征并不能准确衡量羊肚菌菌株间的亲缘关系。研究羊肚菌单孢菌株、单丝菌株间的形态和遗传特征,将为羊肚菌优质菌种的精准选育提供理论参考。     

梯棱羊肚菌单孢及杂交群体的栽培出菇试验和极性分析

羊肚菌的极性和单孢出菇至今未有确切的实证,这限制了对羊肚菌生活史的深入理解和遗传育种工作的开展。本研究选用梯棱羊肚菌(Morchella importuna)栽培菌株(F0),采取显微操作从其正常出菇的子囊果获得F1单孢群体;随机选取其中的7个F1单孢菌株和10对单孢杂交(F1两两混合,记为F2)进行栽培试验,记录和分析了栽培出菇时间、采收期、产量和其他生产性状。此外,分析了F0亲本菌株、F1单孢群体、F2子囊果以及2个F1单孢菌株出菇的F2子囊果的F3单孢群体的交配型基因型。结果表明:除了F1单孢菌株MM32未出菇以外,其他供试菌株均正常出菇。各菌株的出菇潜能不同,3个F1单孢菌株的平均单产高于出发菌株,其中MM34菌株平均单产最高,达1.01 kg/m^2,是F0亲本菌株(0.68 kg/m^2)的1.49倍; 10个单孢杂交的F2平均单产在0.21～0.97 kg/m^2之间。F0亲本菌株和所有的F2出菇子囊果中均含有2种交配型基因,F1和F3单孢群体仅含有2种交配型基因中的1种。虽然F1单孢群体大部分菌株均正常出菇,然而F2子囊果和F3单孢群体的交配型基因型分析结果表明,单孢菌株在栽培生产中自然引入了具有相反交配型基因的细胞核,这种自然引入可能是由无性孢子传播引起。出菇试验和交配型基因分析确证梯棱羊肚菌为异宗结合真菌。本研究有利于深入理解羊肚菌生活史,促进羊肚菌育种工作的开展。     

茯苓生物学研究和菌核栽培现状及展望

茯苓Wolfiporia cocos是我国药食两用的传统中药,本文对茯苓的分类地位、交配型、生活史、遗传育种、菌核栽培以及组学相关研究进展进行了总结,对有关专利进行了分析。以研究及生产现状为基础,分析了茯苓在基础生物学方面研究的不足、菌核栽培中存在的相关问题,重点分析了交配型研究、子实体诱导形成和生活史研究等重要方面,并对未来茯苓生物学研究和科学栽培进行了展望。     

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。     

掘氏疫霉遗传学研究——Ⅱ.交配型遗传与变异的研究

本研究以掘氏疫霉Phytophthora drechsleri Tucker野生型菌株的单游动孢子无性系为亲本,测定了自交、杂交后代交配型的遗传,经KMnO_4处理引起的交配型变异以及F_1代可自孕单卵孢株有性生殖后代交配型的遗传与变异。聚碳膜间隔配对诱导A_1和A_2菌株自交产生的卵孢子经H_2O_2处理刺激萌发(萌发率12～16％)获得单卵孢株。交配型测定结果表明,A_1和A_2亲本自交S_1代单卵孢株均保持与亲本一致的交配型。用KMnO_4处理上述卵孢子导致A_1和A_2亲本的部分S_1代单卵孢株出现自孕现象,少数A_1亲本自交后代改变为A_2交配型;从A_1交配型亲本的S_1代可自孕菌株产生的卵孢子萌发所建立的单卵孢株中,同时获得A_1和A_2交配型菌株。上述结果不支持Sansome关于疫霉菌A_1、A_2交配型分别由纯合、杂合基因控制的假说,进一步证明了Ko关于交配型抑制因子控制交配型表达的假说的合理性。掘氏疫霉种内菌株直接配对产生的卵孢子用H_O_2刺激萌发获得F_1代单卵孢株。测定结果表明,在F_1代出现A_1、A_2、A_1A_2、A~04种交配型的单卵孢株,其比例因不同亲本组合而有较大差异。 F_1代出现的A_1A_2菌株自孕产生的卵孢子经H_2O_2处理刺激萌发建立自交系,观察到A_1A_2交配型在有性生殖后代发生分离,各交配型比例因亲本不同而异。A_1A_2菌株的自孕能力在单游动孢子无性系后代可稳定遗传,认为F_1代出现的A_1A_2个体来自亲本的杂交。A_1A_2单卵孢株保藏4～6个月后大多仍具自孕能力,少数改变为A_2交配型。     

掘氏疫霉遗传学研究II．交配型遗传与变异的研究

本研究以掘氏疫霉P“yl口外埔o,o dr~cksleri丁ucke r野生型菌株的单游动孢子无性系为亲本,测定了自交、杂交后代交配型的遗传,经Kmno·处理引起的交配型变异以及Ft代可自孕单卵孢株有性生殖后代交配型的遗传与变异。聚碳膜间隔配对诱导A,和^,菌株自交产生的卵孢子经H zot处理索0激萌发(萌发率1 z～16％)获得单卵孢株。交配型测定结果表明,^t和A,亲本自交st代单卵孢株均保持与亲本一致的交配型。用KMnO．处理上述卵孢子导致A-和^z亲本的部分s一代单卵孢株出现自孕现象,少数A,亲本自交后代改变为A：交配型;从A。交配型亲本的s-代可自孕菌株产生的卵孢子萌发所建立的单卵孢株中,同时获得扎和^。交配型菌株。上述结果不支持San somc关于疫霉菌AhA,交配型分别由纯合、杂合基因控制的假说,进一步证明了Ko关于交配型抑制因子控制交配型表达的假说的合理性。 掘氏疫霉种内菌株直接配对产生的卵孢子用HtO,刺激萌发获得Ft代单卵孢拣。测定结果表明,在F。代出现A。A,、A,A;、A口4种交配型的单卵孢株,其比例因不同亲本组合而有较大差异oF。代出现的^。A,菌株自孕产生的卵孢子经HtO,处理刺激萌发建立自交系,观察到^。^：交配型在有性生殖后代发生分离,各交配型比例因亲本不同而异o A·At菌株的自孕能力在单游动孢子无性系后代可稳定遗传,认为F-代出现的AJAt个体来自亲本的杂交。AtA-单卵孢株保藏4～6个月后大多仍具自孕能力,少数改变为Az交配型。     

蛹虫草单孢菌株的生物学特性及稳定性

蛹虫草菌株在继代培养过程中极易退化。本研究选取5株蛹虫草菌株作为出发菌株,基于单孢分离和显微技术从每株出发菌株中获得50株单孢菌株。通过PCR方法对单孢菌株进行交配型类型鉴定,全部为单一交配型单孢菌株,且不同出发菌株分离得到的MAT1-1和MAT1-2交配型单孢菌株比例差异较大,分别为27:23、34:16、42:8、28:22和7:43。从不同出发菌株获得的单孢菌株中随机选择MAT1-1和MAT1-2交配型单孢菌株各5株(共计50株),进行菌落直径、产孢量和虫草素含量测定。与出发菌株相比较,14株单孢菌株菌落直径具有显著差异(其中10株显著减小),24株产孢量具有显著差异且全部下降,29株单孢菌株虫草素含量具有显著差异(其中21株显著下降)。进一步,将50株单孢菌株连续继代培养,测定菌株菌落直径、产孢量和虫草素含量,计算第七代与第一代比值评估菌株性状稳定性。结果表明,与出发菌株相比较,14株单孢菌株菌落直径比值具有显著差异且全部增加,41株单孢菌株产孢量比值具有显著差异(其中40株显著下降),44株虫草素含量比值具有显著差异且全部下降。本研究表明同一菌株中的不同单孢菌株个体之间,在生...     

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。