利用地域野生资源创制地方适栽的优质香菇新品种

香菇是我国深受欢迎的食药用菌,产量居食用菌产业之首。为拓宽栽培香菇菌株的遗传背景,解决现有主栽香菇菌株种性退化的问题,本研究以香菇‘808’菌株与3个香菇野生资源、3个栽培菌株（辽抚4号、BY1和荷香）开展单-双杂交育种,开发适合当地栽培环境的主栽品种。研究结果显示：在270对单-双杂交组合中,通过锁状联合观察和与亲本的拮抗试验,鉴定出89个杂交子,进一步通过栽培试验筛选出10个性状相对优良的候选菌株;最终通过农艺性状对比试验,筛选出ZJXG 5和ZJXG 8两个优良杂交菌株,这两个菌株均以当地长白山野生资源S1和本地主栽菌株BY1为双核杂交亲本选育而来,表现出超亲显著、菇形圆整、颜色呈浅褐色的特性,前4潮生物学效率在86%-88%之间。本研究结果揭示,在香菇杂交育种中,当亲本菌株来源地域与杂交后代菌株筛选地域相近时,单双杂交亲和率、杂交菌株的出菇率和丰产性指标较高,这提示我们,利用当地野生香菇资源更有利于创制适合当地自然环境的地方品种。     

黄山大型真菌的物种多样性

安徽黄山属于黄山-怀玉山生物多样性保护优先区域,孕育了极为丰富的生物资源。为了解该区的大型真菌物种多样性,2018-2020年对该区的大型真菌展开了野外调查和标本采集,通过分子生物学方法及子实体形态特征检索比较对获得的标本进行鉴定,并对该区的物种组成、属级地理区系成分、经济真菌和特有成分等进行了统计分析。该地区共发现大型真菌421种,隶属于9纲19目72科200属,其中包含食用菌68种,药用菌31种,毒菌39种,特有种66种。优势科有牛肝菌科Boletaceae、鹅膏科Amanitaceae、红菇科Russulaceae、多孔菌科Polyporaceae、蘑菇科Agaricaceae、小皮伞科Marasmiaceae、光茸菌科Omphalotaceae、球盖菇科Strophariaceae、粉褶菌科Entolomataceae和口蘑科Tricholomataceae 10科,优势属为鹅膏属Amanita、乳菇属Lactarius、蘑菇属Agaricus、金牛肝菌属Aureoboletus、红菇属Russula、粉褶菌属Entoloma、小皮伞属Marasmius、小菇属Mycena、裸脚伞属Gymnopus、粉孢牛肝菌属Tylopilus、栓孔菌属Trametes、丝膜菌属Cortinarius、灵芝属Ganoderma和多汁乳菇属Lactifluus 14属。对黄山大型真菌属级地理成分分析发现该区大型真菌的区系地理成分可分为9类,主要以世界广布成分为主(66.5%),其次是北温带成分(15.5%)和泛热带成分(10.5%)。本研究表明黄山的大型真菌具有丰富的物种多样性,其中食用菌资源较为丰富,主要为世界广布成分,同时也具有较高的特异性。     

香菇单核菌丝生长速度差异的相关基因分析

以双核香菇Lentinulaedodes菌株中分离获得2个亲和的单核体Y0040-1和Y0040-3为材料,在不同的培养基上进行培养,进行差异性状评价和表达差异性分析。结果表明在不同的培养基(PDA和2%木屑PDA)上2个单核体菌丝生长速度都存在差异,其中Y0040-1的生长速度显著高于Y0040-3。进一步分析转录组数据发现,在不同培养基上2个单核体比较组(Y0040-3 vs. Y0040-1)有1633个共同的差异基因,这些共同变化的基因可能是导致两者性状差异的主要原因,这些基因中共同上调的有155个,共同下调的有136个。对这些基因进行注释分析,发现共同上调的基因参与代谢过程中的氨基酸代谢和碳水化合物代谢等,分析木质纤维素酶发现,Y0040-1上调基因数量高于Y0040-3,且Y0040-1中的纤维素降解酶和木质素降解酶表达量都明显高于Y0040-3。     

木屑马铃薯培养基促进香菇单核体菌丝体生长的表达谱分析

香菇单核体菌株在传统PDA培养基上生长时具有生长缓慢、容易老化等问题,本研究以1株香菇双核体Y0040以及相对应的2株单核体(Y0040-1和Y0040-3)为研究材料,通过添加不同比例木屑粉的PDA培养基筛选适合香菇单核体生长的配比,结果表明添加木屑能够显著促进单核体菌丝的生长,最适添加比例为2%。将Y0040-1和Y0040-3在PDA和2%木屑PDA上培养后进行转录组表达谱差异分析,结果显示Y0040-1和Y0040-3两个单核菌株在木屑-PDA培养基上生长有1066个共有的差异表达基因,进一步对其注释发现,这些差异基因在细胞结构合成以及碳水化合物代谢等途径上得到富集。同时1066个共有的差异基因中有113个共上调,富集于氧化还原反应,267个共下调主要富集于蛋白质折叠和去折叠等途径。进一步对1066个差异基因进行CAZYmes家族和木质纤维素酶分析,发现有36个家族基因差异表达,包括了4个多铜氧化酶、6个β-葡萄糖苷酶和2个内β-1,4-葡聚糖酶,其中多铜氧化酶基因表达在木屑培养基上都显著上升。木质纤维素降解酶基于氧化还原反应等将木质素降解为菌丝体生长发育所必需的小分子单糖,可...     

基于公共数据库信息对中国野生香菇种质资源地理分布的再分析

本文基于野生香菇资源的文献以及公共数据库中的序列信息,调查了香菇在我国以及世界范围内的地理分布,同时利用ITS序列进行了遗传多样性分析。结果显示香菇在我国的21个省市有分布,其中对云南、四川和湖北等省香菇资源的研究最为密集。不同菌株的聚类与地域来源有一定的相关性,进一步通过多样性分析显示我国野生香菇的多样性中心分布于西北和西南地区。本文有助于指导我们进行香菇野生资源的调查,进一步挖掘香菇种质资源的多样性。     

球状香菇菌株的氨基酸特征分析及蛋白质品质评价

比较分析香菇球状菌株与正常菌株的形态特征、氨基酸特征和蛋白质品质,并基于现行国际氨基酸模式谱,采用蛋白质的氨基酸评分（amino acid score,AAS）、氨基酸比值系数分（ratio coefficient of amino acid,SRC）、IOM（Institute of Medicine）模式评分、化学评分（chemical score,CS）、必需氨基酸指数（essential amino acid index,EAAI）以及蛋白质校正氨基酸计分（protein digestibility corrected amino acids score,PDCAAS）多种指标进行评价。结果表明：与正常菌株相比,球状菌株形态上没有菌褶和菌柄的分化,同时营养成分也发生了变化,就粗蛋白含量而言,球状菌株为正常菌株的1.37倍（分别为32.32%和23.60%）;就平均总氨基酸含量而言,球状菌株（209.58mg/g）是正常菌株（163.10mg/g）的1.28倍。这些球状菌株的特征可作为新品种的培育材料进一步被利用。     

香菇基因组中L-半胱氨酸亚砜裂解酶同源蛋白的生物信息学分析

L-半胱氨酸亚砜裂解酶（L-cysteine sulfoxide lyase,C-S lyase）是香菇中含硫风味物质生物合成途径的关键酶之一。本文基于6个不同香菇菌株的全基因组测序数据,挖掘了24个潜在的香菇L-半胱氨酸亚砜裂解酶（Lentinula edodes C-S lyase,Lecsl）同源基因,对其编码蛋白的生理生化特性、信号肽、跨膜结构域、转录活性、分子进化、保守基序和蛋白三级结构等方面进行了分析。结果发现,这24个香菇Lecsl同源蛋白含有相同的蛋白结构域（IPR015424和IPR000192）,都属于L-半胱氨酸脱巯基酶家族（PTHR43092:SF2）,都不含信号肽和跨膜结构,但它们的蛋白稳定性有所不同。对24个Lecsl同源蛋白进行聚类分析发现,其中的11个组成了新的进化分支,这一分支的Lecsl同源蛋白在香菇的菌丝体或子实体中有转录活性,且含有蒜酶和L-半胱氨酸脱硫酶的保守基序19,推测这一分支的Lecsl同源蛋白在香菇中具有催化产生含硫风味物质和内源性甲醛的活性。进一步分析发现,这一分支又分为两个亚支,其中一支包含已发现的Lecsl/LE01_CSL1,并且在香菇的菌丝体和子实体阶段都有转录活性;另一个亚支上的C-S lyase同源蛋白仅在菌丝体中有转录活性,推测这两个亚支的L-半胱氨酸亚砜裂解酶分别在香菇生长发育的不同阶段发挥催化作用。通过三维结构的解析,阐明了Lecsl中保守基序19亦是使蒜酶产生催化活性的关键结构域,并且利用分子动力学模拟的方法,预测保守基序19中的Asn3、Gln5和Ser6是香菇C-S lyase产生催化活性的关键氨基酸残基。     

暗褐网柄牛肝菌菌核形成相关基因分析

【背景】暗褐网柄牛肝菌(Phlebopus portentosus)是第一个能够人工栽培的食用牛肝菌,人工栽培过程中,不同菌株会形成数量不等的菌核。【目的】探明不同菌株产核差异机制。【方法】采集多菌核(JH1)、寡菌核(JH2)菌株的成熟菌核及无菌核(JH3)菌株培养相同时间的菌丝体进行转录组测序,分析差异表达基因对菌核形成的作用和功能。【结果】KEGG富集分析显示,JH2 vs. JH1互比,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,精氨酸和脯氨酸代谢,半胱氨酸及蛋氨酸代谢显著富集;JH3 vs. JH1互比,乙醛酸和二羧酸代谢显著富集;JH3 vs. JH2互比,谷胱甘肽、乙醛酸和二羧酸代谢显著富集。菌核形成相关基因分析显示,从JH2 vs. JH1、JH3 vs. JH1和JH3 vs. JH2的差异表达基因中分别筛选到69、118和82条与信号转导、感知刺激、防御、碳水化合物活性酶等有关的基因,其中碳水化合物活性酶基因数量最多。三个比较组共有的碳水化合物活性酶基因在JH1中的表达量高于JH2、JH3,表明JH1更能充分利用底物营养以形成更多菌核。【结论】本研究从转录组水平初步分析了暗...     

暗褐网柄牛肝菌人工驯化研究的回顾与前瞻

在全球的牛肝菌物种中,暗褐网柄牛肝菌Phlebopus portentosus是唯一一种成功被人工驯化、实现了周年工厂化栽培的牛肝菌,总产能已达日产16t。暗褐网柄牛肝菌人工栽培技术,从初期的实验室探索阶段,到工厂化栽培的发展阶段,再到工厂化菌株菌种选育的提升阶段,都取得了一定的进步。本文将从暗褐网柄牛肝菌的生态学特性、人工栽培、菌种选育及营养活性物质等方面对目前的研究现状进行综述,总结现阶段产业和学科的问题,并针对性地提出基础研究和生产产业未来的发展方向。     

运用萎锈灵抗性基因构建香菇聚乙二醇介导的遗传转化方法

【背景】萎锈灵抗性基因作为筛选标记在植物和真菌中得到广泛应用。【目的】构建可以使用萎锈灵作为筛选标记的香菇遗传转化技术。【方法】利用溶壁酶消化培养4 d的香菇菌株411-4的菌丝体获得原生质体,加入适量pL-cbx质粒和聚乙二醇溶液,混合物涂布于再生筛选培养基上,培养后挑选菌落进行验证试验。【结果】在原生质体数目108个和添加4μg质粒DNA的情况下,得到了40个抗性转化子。利用PCR实验和转代实验对转化子进行验证,结果显示38个转化子的抗性可稳定遗传,表明萎锈灵抗性基因整合进入了供试菌株的基因组中。【结论】利用香菇411-4菌株建立了一套运用萎锈灵抗性基因作为分子标记的遗传转化技术体系。