草菇遺傳規(guī)律研究.pdf

1、草菇一直以來,被認為屬于初級同宗結(jié)合真菌,但是這種性遺傳模式本身解釋不了草菇生活史過程中的許多遺傳學機制問題。由于草菇的性遺傳模式不清,給草菇的遺傳育種帶來了重重困難,嚴重制約了草菇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本論文以草菇主栽品種屏優(yōu)一號(PY)為研究材料,利用近年來發(fā)展起來的原生質(zhì)體技術(shù)和分子標記技術(shù),并結(jié)合傳統(tǒng)的形態(tài)學、細胞學研究方法,致力于闡明草菇的生活史過程,揭示草菇的性遺傳本質(zhì)。主要研究結(jié)果如下：
　　 ⑴有性擔子類型的新發(fā)現(xiàn)及擔孢子

2、核相分析。草菇一直以來,被認為是四孢擔子,每個擔孢子含一個細胞核。通過對草菇不同時期子實體的菌褶進行掃描電鏡觀察,闡明了草菇有性結(jié)構(gòu)擔子及擔孢子的發(fā)育過程;最先發(fā)現(xiàn)草菇如同蘑菇一樣存在著雙孢擔子、三孢擔子和四孢擔子,其比例分別為9.06％、21.01％和69.03％;X2獨立檢驗分析表明,三種不同方法(核染色計數(shù)、擔子計數(shù)、共顯性標記檢測F1代)得到異核擔孢子比例值之間沒有顯著性差異。故我們認為草菇異核擔孢子比率期望值為5.11％,單核

3、或同核擔孢子比率為94.89％。
　　 ⑵證明草菇存在有性生殖減數(shù)分裂。初級同宗結(jié)合的性模式,解釋不了草菇后代單孢為什么廣泛的變異。利用雜交親本的兩對共顯性等位SCAR標記,對其雜交菌株F1代的112株單孢群體進行遺傳分析,X2檢驗表明兩對等位SCAR標記的遺傳分離比例(AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1)符合孟德爾的自由組合定律,表明兩個共顯性標記是位于相互獨立的染色體上,這也表明了草菇經(jīng)核配后,存在一個減數(shù)分裂的過程,使

4、得親本的遺傳基因在單孢分離物群體中得到充分的重組與交換。減數(shù)分裂是草菇單孢廣泛變異的根源。
　　 ⑶單孢分離物廣泛變異因子分析。草菇單孢廣泛變異,應(yīng)屬由眾多微效基因所決定的數(shù)量性狀。測定了屏優(yōu)一號38個單孢分離物的菌落表征指標,包括生長速度、細胞核數(shù)、細胞長、細胞寬、側(cè)枝數(shù)、例枝間距和側(cè)枝角度。相關(guān)性分析表明7個表型指標均達到顯著水平,說明單孢分離物的差異是基因型引起。因子分析結(jié)果表明草菇菌落表型,主要受四個主因子影響,分別被命

5、名為氣生型菌落旺盛因子、匍匐型菌落稀疏因子、菌落擴向因子及菌落核相因子。從主因子出發(fā),有利于本論文對草菇單孢分離物的表型分類及細胞生物學特性測定研究,也為今后的草菇的遺傳與育種提供了參考。
　　 ⑷單孢分離物出菇機制的詮釋。初級同宗結(jié)合的定義認為單個草菇擔孢子萌發(fā)后,不需交配自身就能完成生活史。這解釋不了單核單倍體的單孢菌株是怎樣完成其生活史。對不同年份分離的7個菌株的匍匐型單孢比例進行X2檢驗分析,結(jié)果表明不同年份7個菌株的匍

6、匐型單孢比例無顯著差異水平,匍匐型單孢比例的數(shù)學期望值為76.77％,這表明草菇的單孢分離物中是以匍匐型單孢為優(yōu)勢群體的。匍匐型單孢是不可能出菇的,那么,氣生型單孢出菇的最大比例也不會超過23.23％,表明草菇被定義為同宗結(jié)合還有待商榷。對可出菇的配對菌株P(guān)Yd15×PYd2的遺傳鑒定表明,PYd15×PYd2是一個異核體的雜交種;對氣生型可出菇單孢PYd42的F2代及其原生質(zhì)體再生株的遺傳檢測分析表明,單孢PYd42是一個異核體;對氣

7、生型不出菇單孢PYYd41、匍匐型不出菇單孢PYd15和PYd21的原生質(zhì)再生株的遺傳檢測分析表明,PYYd41、PYd15和PYd21均為單核體;對以上分析,我們認為只有異核體的草菇菌絲才有可能出菇。單孢能夠出菇其本身是來自一個異核擔孢子(同宗結(jié)合),而單核體或同核體的草菇菌絲需要交配后才可能出菇(異宗結(jié)合)。由占5.11％的異核擔孢子及≤23.23％的單孢出菇率知,草菇應(yīng)是以異宗結(jié)合為主的有性生殖過程。
　　 ⑸屏優(yōu)一號異核

8、體菌絲的鑒定分析。為驗證和解釋上面4點的結(jié)論,我們必須對本論文的核心材料屏優(yōu)一號進行異核性鑒定分析。對兩次分離的得到原生質(zhì)體數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,結(jié)果表明草菇匍匐型原生質(zhì)體再生株的分離頻率期望值為52.19％;通過綜合分析26個原生質(zhì)再生株的菌落形態(tài)、生長速度、細胞核數(shù)、核遺傳多態(tài)性圖譜及配對出菇情況,我們分離得到了兩類互為異核的原生質(zhì)再生株P(guān)Yy14、PYy4和PYy8;對PYy14和PYy8的再一次原生質(zhì)化分離株的遺傳分析表明,PYy1

9、4和PYy8為同核體,即表明草菇屏優(yōu)一號為雙異核體。
　　 ⑹草菇二極性交配型系統(tǒng)的測定。綜合分析了氣生型不出菇單孢自交測定結(jié)果、匍匐型單孢自交測定結(jié)果、回交測定結(jié)果以及近交測定結(jié)果,并結(jié)合SCAR標記技術(shù)鑒定是否交配成功,充分證明了草菇的交配型系統(tǒng)受一對A因子控制,草菇屬二極性異宗結(jié)合的性遺傳模式。草菇能自身可出菇的異核擔孢子只占5.11％,這部分單孢分離物行使同宗結(jié)合生活史;而大部分單孢分離物要行使異宗結(jié)合的生活史,受一對不