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羊肚菌的交☆禁☆配型基因和有性生殖研究取得新進展

羊肚菌交☆禁☆配型基因的系統發育分析及子囊孢子中核的DAPI染色(圖1)、在子實體中交☆禁☆配型基因的分佈類型(圖2)和生活史輪廓(圖3)

真菌有性生殖的關鍵調控因數是交☆禁☆配型位點(mating-type locus,MAT),因此交☆禁☆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☆禁☆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☆禁☆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☆禁☆配型基因及其在子實體不同部位分佈的特點、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☆禁☆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☆禁☆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☆禁☆配型的分佈有三種類型(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☆禁☆配型(I);在子實體不育組織中,只含有MAT1-1-1或MAT1-2-1交☆禁☆配型,但在子實層中,
卻同時含有MAT1-1-1和MAT1-2-1交☆禁☆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☆禁☆配型,無交☆禁☆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☆禁☆配型;而在野生子實體不育組織中,多數隻含一種交☆禁☆配型,而且交☆禁☆配型MAT1-1-1遠多於MAT1-2-1。(4)利用交☆禁☆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”為題線上發表於Scientific Reports。