羊肚菌交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,
多數隻含一種交配型,
而且交配型MAT1-1-1遠多於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”為題線上發表於Scientific Reports。