中國木耳栽培種質(zhì)資源的遺傳多樣性研究.pdf

1、木耳(Auricularia auricula-Judae(Bull)Quél.],是世界上產(chǎn)量僅次于雙孢蘑菇(Agaricus bisporus)、香菇(Lentinula edodes)及糙皮側(cè)耳(Pleurotus ostreatus)的第四大栽培食用菌,在我國食用菌產(chǎn)業(yè)體系中占有重要的地位。中國作為世界木耳栽培的起源地,也是世界上最大的木耳生產(chǎn)國,擁有豐富的木耳種質(zhì)資源,這些種質(zhì)資源也是進(jìn)一步選育木耳優(yōu)良品種的基礎(chǔ)。對我國木耳栽

2、培種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行準(zhǔn)確分析和客觀評價(jià),是開展木耳優(yōu)良菌株選育和新品種開發(fā)的基礎(chǔ),也是加強(qiáng)菌種管理和新品種知識產(chǎn)權(quán)保護(hù),促進(jìn)整個(gè)木耳產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的前提。
　　 本研究以中國主栽的32個(gè)木耳菌株為研究對象,首次將生物學(xué)特性、TRAP分子標(biāo)記技術(shù)、IGS序列分析及體細(xì)胞不親和性4種方法引入到中國木耳栽培種質(zhì)的遺傳多樣性研究中。本研究的目的是:對我國木耳栽培種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行分析,評價(jià)4種方法在木耳種質(zhì)遺傳多樣性分析中

3、的適用性,構(gòu)建我國木耳主要栽培菌株的種性特征信息庫。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.對木耳供試菌株的27個(gè)重要的生物學(xué)特性指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,結(jié)果表明用生物學(xué)性狀對木耳種質(zhì)進(jìn)行初步分類鑒定時(shí),應(yīng)首先考慮菌株的培養(yǎng)生理特性,其次是耳片色澤,尺寸等形態(tài)特征,最后根據(jù)耳脈和耳片的形態(tài)特征進(jìn)行分類。根據(jù)此方法可以在不損失或很少損失原有形態(tài)性狀信息的前提下,將原來的27個(gè)性狀轉(zhuǎn)換為個(gè)數(shù)較少而且不相關(guān)的綜合指標(biāo),從而為木耳種質(zhì)的分類鑒定提供快

4、速而準(zhǔn)確的信息。
　　 2.對木耳的27個(gè)重要的生物學(xué)特性指標(biāo)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)供試菌株在各個(gè)生物學(xué)指標(biāo)上均存在著明顯的差異,UPGMA聚類結(jié)果表明供試菌株的歐氏系數(shù)變化范圍為4.27到11.33,表明我國木耳栽培種質(zhì)具有豐富的遺傳多樣性；協(xié)表征矩陣和歐氏系數(shù)矩陣之間的相關(guān)系數(shù)為0.77,表明聚類結(jié)果較好地體現(xiàn)了種質(zhì)之間的遺傳關(guān)系。在歐氏系數(shù)為6.73時(shí),除黑29、186及C21等菌株分別各自均為一類之外,其他供試菌株聚為3個(gè)主要類

5、群。主坐標(biāo)分析也將32個(gè)供試菌株分為3個(gè)大的類群,同一類群中供試菌株的生物學(xué)特性更相似。
　　 3.將TRAP技術(shù)運(yùn)用于木耳栽培菌株的遺傳多樣性分析中,基于木耳屬的EST序列設(shè)計(jì)并篩選得到16對穩(wěn)定性較好的引物組合,在32個(gè)供試菌株中共擴(kuò)增得到535條DNA條帶,多態(tài)性條帶比例為97.9％,供試菌株的相似性系數(shù)變化范圍為0.567到0.922,說明我國木耳栽培種質(zhì)的遺傳多樣性豐富；協(xié)表征矩陣和歐氏距離矩陣之間的相關(guān)系數(shù)為0.92

6、,表明聚類結(jié)果非常好地體現(xiàn)了種質(zhì)之間的遺傳關(guān)系。在遺傳相似系數(shù)為0.67時(shí),供試菌株聚為4個(gè)類群。主坐標(biāo)分析分析中供試菌株也被劃分為3個(gè)類群。
　　 4.首次拼接得到木耳栽培菌株AU110的rDNA全序列,并設(shè)計(jì)得到更適合于木耳菌株IGS區(qū)域擴(kuò)增的引物對。AU110 rDNA全長為11210 bp,包含18S、5.8S、28S、ITS及IGS區(qū)域,其中18S rDNA為1805 bp,ITS為513 bp,28S為3135 bp

7、,IGS1為2334 bp,5S為118 bp,IGS2為3304 bp。IGS1中不含重復(fù)片段。IGS2序列5’端富含GC(8551 bp至8638 bp),并包含(GGGGA)n重復(fù)片段,大大增加了IGS25端的測序難度,同時(shí)在8768 bp至8799 bp,8845 bp至8880 bp序列間存在著(TTAGG)。重復(fù)片段。
　　 5.32個(gè)木耳供試菌株IGS1序列構(gòu)成的矩陣為2312 bp,其中保守位點(diǎn)2205 bp,變

8、異位點(diǎn)為109bp；IGS2序列的3’端序列矩陣長度為801bp,其中保守位點(diǎn)757 bp,變異位點(diǎn)為44個(gè)?；贗GS1全長及IGS23’端,運(yùn)用最小進(jìn)化法和最大簡約法對木耳菌株間的親緣關(guān)系進(jìn)行分析,結(jié)果表明木耳菌株IGS序列變異程度較高,由此表明我國木耳栽培種質(zhì)的遺傳多樣性豐富?；贗GS1全長和IGS23,端序列,32個(gè)菌株分別將劃分為5個(gè)或6個(gè)類群；基于兩者的綜合序列,32個(gè)菌株則被劃分為3個(gè)類群。綜合序列分析較單序列分析結(jié)果富

9、含更多變異位點(diǎn)信息,能更有效地反映菌株間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。
　　 6.木耳供試菌株之間的體細(xì)胞不親和性反應(yīng)具有豐富的多態(tài)性,不同菌株的體細(xì)胞不親和反應(yīng)在拮抗反應(yīng)類型、拮抗反應(yīng)程度及菌絲交接處色素三個(gè)方面均存在差異,拮抗反應(yīng)類型可以劃分為隆起型、溝壑型和隔離型,拮抗反應(yīng)程度可以分為無拮抗、較強(qiáng)和非常強(qiáng),菌絲交接處色素分為有或無,三者之間不存在著明顯的相關(guān)性。將木耳菌株間的不親和類型、色素有無及程度分別設(shè)為變量,進(jìn)行賦值聚類分析,綜合

10、分析后發(fā)現(xiàn),基于不親和性反應(yīng)程度的聚類能很好地反映供試菌株之間的親緣關(guān)系,而基于拮抗反應(yīng)類型和色素有無的聚類分析不能反映供試菌株之間的親緣關(guān)系。
　　 7.在基于木耳體細(xì)胞不親和性反應(yīng)程度的聚類分析中,供試菌株的歐氏系數(shù)變化范圍為3.724到10.633,協(xié)表征矩陣和相似系數(shù)矩陣的相關(guān)系數(shù)為0.78,表明聚類結(jié)果很好地體現(xiàn)了栽培種質(zhì)之間的遺傳關(guān)系,進(jìn)一步說明我國木耳栽培種質(zhì)具有豐富的遺傳多樣性。在歐氏系數(shù)為7.26時(shí),木耳種內(nèi)3

11、2個(gè)菌株聚為6個(gè)類群。主坐標(biāo)分析將供試菌株分為3個(gè)類群,具有明顯的拮抗反應(yīng)的供試菌株在UPGMA聚類分析和PCO分析中聚在不同的組別,無明顯拮抗反應(yīng)的菌株聚在一起,從而表明,木耳菌株間的拮抗程度與親緣關(guān)系確實(shí)呈正比。
　　 總體來看,我國木耳栽培種質(zhì)的遺傳多樣性豐富,不同栽培地域的菌株間存在著明顯的遺傳差異,但同一地區(qū)的栽培菌株遺傳背景比較一致。32個(gè)供試菌株可分為3個(gè)主要類群,主要栽培地域分別對應(yīng)東北地區(qū),中部、華東及西北地區(qū)

12、,華北及西南地區(qū),證明了各栽培區(qū)域的主栽菌株主要來自于本地野生菌株馴化。東北地區(qū)的栽培菌株遺傳背景單一且與其它地區(qū)菌株遺傳關(guān)系較遠(yuǎn),中部及華北地區(qū)存在引種現(xiàn)象,部分菌株可能為同物異名；同時(shí),研究結(jié)果證實(shí)4種分析方法均可有效地應(yīng)用于中國木耳栽培種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析。本研究的結(jié)論對將來木耳遺傳育種研究中親本的選擇具有重要的指導(dǎo)意義,也為未來進(jìn)一步開展木耳菌種快速鑒定、遺傳多樣性的分析和特異性SCAR標(biāo)記開發(fā)等方面的研究工作奠定了基礎(chǔ)。<