草菇遺傳規(guī)律研究.pdf

1、草菇一直以來,被認(rèn)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(xué)機(jī)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(yán)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(biāo)記技術(shù),并結(jié)合傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)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(dān)子類型的新發(fā)現(xiàn)及擔(dān)孢子

2、核相分析。草菇一直以來,被認(rèn)為是四孢擔(dān)子,每個(gè)擔(dān)孢子含一個(gè)細(xì)胞核。通過對草菇不同時(shí)期子實(shí)體的菌褶進(jìn)行掃描電鏡觀察,闡明了草菇有性結(jié)構(gòu)擔(dān)子及擔(dān)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(dān)子、三孢擔(dān)子和四孢擔(dān)子,其比例分別為9.06％、21.01％和69.03％;X2獨(dú)立檢驗(yàn)分析表明,三種不同方法(核染色計(jì)數(shù)、擔(dān)子計(jì)數(shù)、共顯性標(biāo)記檢測F1代)得到異核擔(dān)孢子比例值之間沒有顯著性差異。故我們認(rèn)為草菇異核擔(dān)孢子比率期望值為5.11％,單核

3、或同核擔(dān)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(biāo)記,對其雜交菌株F1代的112株單孢群體進(jìn)行遺傳分析,X2檢驗(yàn)表明兩對等位SCAR標(biāo)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(gè)共顯性標(biāo)記是位于相互獨(dú)立的染色體上,這也表明了草菇經(jīng)核配后,存在一個(gè)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(gè)單孢分離物的菌落表征指標(biāo),包括生長速度、細(xì)胞核數(shù)、細(xì)胞長、細(xì)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(gè)表型指標(biāo)均達(dá)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(gè)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(kuò)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(xì)胞生物學(xué)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(jī)制的詮釋。初級同宗結(jié)合的定義認(rèn)為單個(gè)草菇擔(dān)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(gè)菌株的匍匐型單孢比例進(jìn)行X2檢驗(yàn)分析,結(jié)果表明不同年份7個(gè)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(xué)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(huì)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(gè)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(gè)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(rèn)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(gè)異核擔(dān)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(dān)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(yàn)證和解釋上面4點(diǎn)的結(jié)論,我們必須對本論文的核心材料屏優(yōu)一號進(jìn)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(gè)原生質(zhì)再生株的菌落形態(tài)、生長速度、細(xì)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(biāo)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(dān)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