全 文 ：收稿日期:2000-06-26初稿;2000-07-15修改稿
基金项目:国家自然科学基金资助项目 ,编号:39870540
1.南京农业大学 99级硕士研究生 ,现在河北省微生物研究所工作　2.本文通信作者
　食用菌学报　2000.7(3):1 ～ 5
　Acta Edulis Fungi
中国主要香菇栽培菌种交配型基因的遗传分析
朱朝辉1　陈明杰　谭　琦　贺冬梅　潘迎捷2
(南京农业大学资环学院微生物系;农业部食用菌遗传育种重点开放实验室;
上海市农业遗传育种重点实验室;上海市农业科学院食用菌研究所 , 上海　201106)
摘　要　从我国使用的 19 个主要香菇栽培菌种中制备了 25 种原生质体单核体 , 以此为材
料 ,以交配型基因为标记 , 在交配反应和 RAPD两个水平上对这 19个菌株进行了较为详细的遗传
相似性分析。25 种原生质体单核体两两配对共 300 个组合 ,其中不亲和性反应为 110 对 , 占配对
总数的 36.7%。根据交配反应结果 , 25个单核体可分为三大类群 、7 个交配型组。这些结果从交
配型角度证明 ,这 19 个菌株具有十分狭窄的以交配型基因为标记的遗传背景。 RAPD反应和聚类
分析中 ,这三大类群 、7 个交配型组基本上都能聚为一类 , 从而在分子水平上验证了交配型分析的
结果 ,也为交配型基因在菌种鉴定中的作用提供了依据。
关键词　香菇;遗传相似性;原生质体单核体;交配型基因;RAPD
香菇是标准四极性异宗结合的担子菌 ,其交配系统由A 、B两个因子组成 。A 、B因子在自
然界中存在着丰富的等位基因 ,这些等位基因的存在是香菇种质资源多样性的遗传基础 。一
个群体中包含的交配型因子的数目能够反映该群体遗传背景的广阔程度 ,这是以交配型基因
为标记进行遗传相关性分析的理论基础 。
本文以原生质体单核体为材料 ,以交配型基因为标记 ,对我国香菇生产中 19个主要的栽
培菌种进行了较为详细的遗传相关性分析。
1　材料与方法
1.1　供试菌株
本研究选用的 19个菌株为 135 、939 、66 、33 、9311 、申香 8号(申 8)、申香 2号(申 2)、武香
1号(武香)、苏香 、沪农 1号(沪 1)、沪农 3 号(沪 3)、农-1 、北研-600(北研)、26-磐(26)、
CR02 、CR04 、7401 、7404 、7405 ,均由上海市农科院食用菌研究所提供 。
1.2　试验方法
1.2.1　每个菌株原生质体单核体的获得和交配型的测定　按文献〔1〕的方法对每个菌株进行
原生质体单核体制备和交配型测定 ,来自同一菌株的两种交配型的单核体分别编号为菌种名
称 pm1 、pm2 ,同一菌株中只得到一种交配型的单核体时 ,其编号为菌种名称 pm1。
DOI :10.16488/j.cnki.1005-9873.2000.03.001
1.2.2　原生质体单核体中不亲和性因子等位基因的测定　将 19个菌株中得到的原生质体单
核体以所有可能的组合两两配对接种于直径 6cm 的平皿中 ,25℃培养 2 ～ 4周 ,两菌落交界处
及菌落周围出现快速生长的菌丝 ,经镜检 ,有锁状联合的为亲和性反应 ,记为“+” ,其它都为不
亲和性反应 ,记为“-” 。
1.2.3　RAPD反应和聚类分析　RAPD反应和聚类分析按文献〔2〕的方法进行 。
2　结果与分析
2.1　各个菌株中原生质体单核体的获得和交配型的测定
对 19个菌株制备原生质体单核体 ,其中 6个菌株得到了两种交配型的单核体 ,即 12种原
生质体单核体 ,其余 13个菌株各自只得到一种交配型的单核体 ,共计得到 25种原生质体单核
体。
2.2　25种原生质体单核体之间的交配反应
25种原生质体单核体两两配对交配反应结果见表 1。
表 1　25种原生质体单核体两两配对交配反应结果
Table 1　Mating result between 25 protoplasted monokaryons paired at all possible combinations
菌株
Strains
申 8
pml
66
pm2
33
pm1
CR04
pm1
武香
pm1
CR02
pm1
26
pm1
苏香
pm2
7404
pm1
7405
pm1
沪 3
pm1
9311
pm1
9311
pm2
66
pm1
申 2
pm1
苏香
pm1
农-1
pm1
7401
pm2
7401
pm1
农-1
pm2
33
pm2
沪 1
pm1
北研
pm1
135
pm1
939
pm1
申 8pml - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +
66 pm2 - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +
33 pm1 - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +
CR04pm1 - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +
武香 pm1 - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +
CR02pm1 - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +
26 pm1 - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +
苏香 pm2 - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +
7404 pm1 - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + +
7405 pm1 - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + +
沪 3pm1 - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + +
9311 pm1 - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + +
9311 pm2 - - - - - - - - + + + + - + + + + + + + + + + + +
66 pm1 + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - + +
申 2pm1 + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - + +
苏香 pm1 + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - + +
农-1pm1 + + + + + + + + + + + + + - - - - - + + + + + + +
7401 pm2 + + + + + + + + + + + + + - - - - - + + + + + + +
7401 pm1 + + + + + + + + + + + + + - - - + + - - - - - + +
农-1pm2 + + + + + + + + + + + + + - - - + + - - - - - + +
33 pm2 + + + + + + + + + + + + + - - - + + - - - - - + +
沪 1pm1 + + + + + + + + + + + + + - - - + + - - - - - + +
北研 pm1 + + + + + + + + + + + + + - - - + + - - - - - + +
135pm1 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - -
939pm1 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - -
25种原生质体单核体两两配对共 300个组合 ,其中不亲和性反应为 110 对 ,占配对总数
的 36.7%。康亚男等〔3〕测定的来自 9个香菇野生种的 18个单核体 ,两两配对时不亲和性频
率为 0。相比之下可以认为 ,本研究的 19个香菇栽培菌株中 ,交配型基因具有很高的遗传相
似性 ,这反应其遗传背景相当狭窄 。
2 食　用　菌　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　7 卷
根据交配反应的结果 ,25个原生质体单核体可以分为 7个交配型组 ,每个交配型组内的
单核体之间的交配反应都为不亲和性反应 ,而且它们在所有配对组合中反应结果都相同 ,表明
每个交配型组内的单核体在交配反应上具有很高的遗传相似性 。
7个交配型组又构成三大类群 ,三大类群之间的交配反应结果都是亲和性的 ,即它们之间不
存在相同的交配型因子 ,三大类群内的单核体之间则具有非常高的不亲和性反应频率(表 2)。
表 2　各大类群内部单核体之间的不亲和性频率
Table 2　Incompatibi lity rate of each monokaryon belonging to the same class
类群
Class
交配型组
Group of
mating type
单核体名称
Name of
monokaryon
总配对数
No.of
total cross
亲和性反应
Com patibility
reaction
不亲和性反应
Incompatibilit y
react ion
不亲和性反应比例
Rate of
incompat ibili ty react ion
Ⅰ
1
2
3
申 8pm1
66pm2
33pm1
CR04pm1武香 pm1
CR02pm1
26pm1苏香 pm2
7404pm1
7405pm1沪 3 pm1
9311pm1
9311pm2
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
4
12
12
12
12
12
12
12
12
11
11
11
11
8
100
100
100
100
100
100
100
100
91.7
91.7
91.7
91.7
66.7
Ⅱ
4
5
6
66pm1申 2pm1苏香 pm1农-1pm1
7401pm2
7401pm1农-1pm2
33pm2沪 1pm1北研 pm1
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
0
0
0
5
5
2
2
2
2
2
9
9
9
4
4
7
7
7
7
7
100
100
100
44.4
44.4
77.8
77.8
77.8
77.8
77.8
Ⅲ 7 135pm1
939pm1
1
1
0
0
1
1
100
100
2.3　25种原生质体单核体的 RAPD反应和聚类分析
2.3.1　同一交配型组内及不同交配型组间单核体的平均相似系数　表 3 、表 4的结果表明 ,
同一交配型组内单核体之间的平均遗传相似系数明显高于不同交配型组间单核体的平均遗传
相似系数 ,这从分子水平上证明了以交配型基因为标记的遗传相关性能够反映单核体之间的
亲缘关系 。
表 3　同一交配型组内各单核体之间的平均相似系数
Table 3　Mean similarity coefficient between monokaryons in the same mating type group
交配型组
Group of mat ing
type
单核体个数
No.of
monokaryon
相似系数范围
Range of similarity
coef ficient
平均相似系数
Mean similarity
coeffi cient
1 8 0.731～ 0.952 0.863
2 5 0.426～ 0.757 0.590
3 1 1.000 1.000
4 3 0.919～ 0.958 0.943
5 2 0.950 0.950
6 5 0.728～ 0.962 0.838
7 2 0.953 0.953
33 期　　　　　　　　　　　朱朝辉等:中国主要香菇栽培菌种交配型基因的遗传分析
表 4　不同交配型组之间各单核体的平均相似系数
Table 4　Mean similarity coefficient between monokaryons from different mating type groups
1 2 3 4 5 6 7
1
2 0.584
3 0.746 0.608
4 0.599 0.539 0.667
5 0.628 0.545 0.692 0.793
6 0.640 0.526 0.690 0.764 0.724
7 0.535 0.518 0.616 0.598 0.596 0.601
2.3.2　25种原生质体单核体的聚类分析　对各单核体按所属的三大类群 、7个交配型组编
号 ,第一位罗马数字代表大类 ,第二位阿拉伯数字代表交配型组 ,第三位阿拉伯数字为顺序号 。
25种原生质体单核体总的聚类结果见图。结果表明 ,除 7404pm1和 7405pm1外 ,按交配型基
因划分的三大类群 、7个交配型组基本上都能聚在一起 ,其中三大类群分别在 0.713 、0.721和
0.953的水平上聚为一类。7个交配型组内的单核体具有更高的遗传相似性 ,第 1交配型组的
8个单核体中 ,7个单核体在 0.870时聚成一类 ,只有CR04pm1与它们距离稍远。第4 、5 、7交
配型组分别在 0.936 、0.950 、0.953时聚成一类 ,第 6 交配型组中只有北研 pm1 遗传距离稍
远 ,其它四个单核体在 0.857时聚成一类。
图　25种原生质体单核体 DNA相似系数聚类图
Fig　Dendrogram of cluster analysis based on DNA similarity coefficients of 25 protoplasted monokaryons
4 食　用　菌　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　7 卷
3　讨论
我国地域广阔 ,生态环境多样 ,香菇种质资源十分丰富 ,康亚男等〔3〕测定的 9个香菇野生
种中 ,交配型基因互不相同 ,其重复频率为 0。而我们检测的香菇栽培种中的交配型基因却有
很高的相似性 ,这说明我国主要香菇栽培品种的遗传背景相当狭窄 ,菌种之间相似程度很高 ,
这一结果与张引芳等以 RAPD标记对我国 15个香菇栽培品种进行的遗传相似性分析结论基
本一致〔2〕 。这是一个值得我们引起高度重视的问题 ,在香菇栽培菌种中如何引入更多的基因
型 ,包括交配型基因型 ,是创造新的香菇种质资源的一个重要的遗传基础。同时 ,我们也呼吁 ,
在香菇育种中要更多地引进我国丰富的野生香菇种质资源 。
目前 ,我国没有建立食用菌品种登记制度 ,缺乏稳定可靠的品种鉴定方法 ,这是我国香菇
栽培品种种名混乱 、相似性较高的原因之一。香菇的品种并不是分类学上物种的概念 ,而是栽
培学上实用的分类单位 ,相当于微生物学上的“菌株” ,一般指单一菌体的后代 ,同一菌种的遗
传性状基本一致 。交配型基因是控制性亲和性的基因 ,是菌种最重要的遗传性状之一 ,同一菌
种必须具有相同的交配型基因 。本研究也表明 ,相同交配型的单核体之间一般具有较高的遗
传相似性 ,因此 ,交配型基因在菌种鉴定中应该占有重要的地位 。
参　考　文　献
1　潘迎捷 , 伯海英 ,沈宗英.香菇单核原生质体的制备和再生菌丝交配型的测定.上海农业学报 , 1993 , 9(3):
11 ～ 14.
2　张引芳 , 潘迎捷 ,陈春涛等.中国香菇栽培品种的遗传相关性研究.农业生物技术学报 , 1996 , 4(2):141 ～
146.
3　康亚男 , 钟月金 , 练明忠等.中国香菇交配型和基因型的分析.真菌学报 , 1992 , 11(4):314 ～ 323.
Genetic Analysis of Mating Type Genes in
Lentinula edodes Cultivating Strains in China
Zhu Zhaohui　Chen Ming jie　Tan Qi　He Dongmei　Pan Yingjie
(Microbiology Department , Nanjing Agricultural University;
Key Laboratory of Edible Fungus Genetics and Breeding , Ministry of Ag riculture , P.R.China;
Key Laboratory of Ag riculture Genetics and Breeding of Shanghai;
Edible Fungi Institute , Shanghai Academy of Ag ricultural Sciences , Shanghai　201106)
Abstract　25 protoplasted monokaryons were prepared from 19 Lentinula edodes cultivating strains in China.
Genetic similarity analysis of these 19 strains was carried out based on the mating reaction and RAPD analy sis of 25
monokary ons w ith mating type genes as marker.I t was found that the incompatibility reaction rate was 36.7% in
300 progenies from 25 protoplasted monokaryon pairings.Based on the mating reaction results , 25 protoplasted
monokary ons could be divided into three classes with 7 mating type groups.And the results also indicated that these
19 strains had high genetic similarity.Similar results were obtained by RAPD analysis and cluster analysis.This im-
plicated that mating type genes could be used fo r strain identification.
Key words　Lentinula edodes;Genetic similarity;Protoplasted monokaryon;Mating type gene;RAPD
53 期　　　　　　　　　　　朱朝辉等:中国主要香菇栽培菌种交配型基因的遗传分析