全 文 ：菌 物 学 报 24（1）：36~41, 2005
Mycosystema
利用营养缺陷诱变对金顶侧耳进行基因连锁分析研究
姚方杰 1 张友民 1 李 玉 2*
（1吉林农业大学园艺学院 长春 130118； 吉林农业大学菌物研究所 长春 130118）
摘 要：利用金顶侧耳的营养缺陷型菌株配制杂交菌株，通过营养缺陷型标记对其后代进行
连锁分析，确定不亲和性因子和营养缺陷标记所在的连锁群及其排列顺序。截止目前的试验
数据表明，金顶侧耳至少由 6条染色体（连锁群）组成。其中 A因子存在的第 1 连锁群上
分布着 ade2、pab1、ade5、met2、met7 营养缺陷型基因位点；B（Bα、Bβ）因子存在的
第 2连锁群上分布着 cho1、ade1营养缺陷型基因位点；第 3连锁群上分布着 met9、arg1、
his1、ade7、his3、met1 营养缺陷型基因位点；第 4 连锁群分布着 nic1、nic2、ade4、pdx2
营养缺陷型基因位点；第 5连锁群分布着 pan1、ino1营养缺陷型基因位点；第 6 连锁群分
布着 ile1 营养缺陷型基因位点。金顶侧耳与其他担子菌的遗传图谱相同，第 1连锁群 A因
子附近均分布着 Ade及 Pab 营养缺陷型基因位点。
关键词：基因位点，连锁群
中图分类号：Q341 文献标识码：A 文章编号：1672-6472（2005）01-0036-0041

与高等动植物不同，担子菌生活史大部分为单倍体时期，每一个基因只是等位基因中的
一个，表现型与基因型是一致的，没有显隐性现象。而且其减数分裂具有产生高频率重组的
性质，能直接测定基因间的交换值即距离，并且能进行基因定位（杨曙湘等，1992）。因此在
实际研究中，利用突变菌株配制交配株，通过对其减数分裂产物即四分体核形成的单孢子的
表型进行随机分析，确定突变型基因的连锁关系及重组率，即可确定各种突变型基因所在的
连锁群及其遗传距离。并可按基因在染色体上直线排列的规律，将每个连锁群画成一个连锁
图（刘祖洞和江邵慧，1990）。利用不亲和性因子及营养缺陷型标记进行这方面研究在国外有
很多报道，但国内尚未见报道 (Raper & Miles, 1958; Frankel & Ellingboe,1977；Day & Anderson,
1961; Moore, 1967；武丸恒雄, 1982, 武丸恒雄等，1995)。
金顶侧耳 Pleurotus citrinopileatus Sing.又称榆黄蘑，为东北著名的传统四极性的食药用担
子菌（姚方杰和李玉，2002；姚方杰等，2004）。不仅营养丰富，而且具有抗疲劳、提高机体
免疫力的作用，并已经达到周年生产的水平（刘晓峰等，1998；张丽萍等，1995；杨儒钦，
2001）。本试验利用金顶侧耳的营养缺陷型菌株配制杂交菌株，通过不亲和性因子标记与营养
缺陷型标记对其后代进行连锁分析，确定不亲和性因子和营养缺陷标记所在的连锁群及其在
连锁群上的排列顺序，构建金顶侧耳基因连锁图谱。旨在为金顶侧耳的遗传育种研究提供科
学依据。

基金项目：吉林农业大学博士科研启动基金资助项目
*通讯作者 电话 0431-4510966
收原稿日期：2004-08-31，收修改稿日期：2004-11-02
DOI:10.13346/j.mycosystema.2005.01.008
1期 姚方杰等：利用营养缺陷诱变对金顶侧耳进行基因连锁分析研究 37

1 材料与方法
1.1 供试菌株
供试菌株为吉林农业大学菌物研究所保存的金顶侧耳交配型基准株（A1B1、A1B2、A2B1、
A2B2）及带有营养缺陷型标记的突变株。突变株的营养缺陷型标记与不亲合性因子标记参照
作者另文发表的相关研究文章（姚方杰和李玉，2003）
1.2 培养基的配制
营养缺陷型鉴定用培养基的配制参照作者另文发表的相关研究文章（姚方杰和李玉，
2002），其他培养基按常规方法配制。
1.3 试验方法
1.3.1 营养缺陷型基因间图距的确定方法：供试菌株中不亲合性因子互补的营养缺陷型单核菌
株杂交→杂交菌株的子实体培养→孢子印获得→单孢分离→单核菌株的营养缺陷型鉴定→计
算亲本型与重组型菌株的分离比例→对分离比例进行 X2 测验→计算重组率并确定营养缺陷
型基因间的图距
1.3.2 不亲和性因子与营养缺陷型基因间图距的确定方法：来源于杂交菌株的单核菌株不亲合
性因子的鉴定→单核菌株与 4 种交配型基准株杂交→鉴定单核菌株的交配型→计算亲本型与
重组型分离比例→对分离比例进行 X2 测验→计算重组率并确定不亲和性因子与营养缺陷型
基因间图距
1.3.3 X2测验利用公式：
å -=
4
1
2
2 )(
E
EO
c (X20.05，3=7.81，其中 O为实测值，E为预期值)
对重组型菌株的分离比例进行 X2测验，确定 2 个突变基因之间的连锁关系。不连锁时，
重组型与亲本型菌株的分离比例预期为 1︰1︰1︰1，X2＜X20.05，3；连锁时，分离比例发生偏
离，即 X2≥X20.05，3。计算重组型菌株占总株数的比例即重组率，确定二基因间的图距。
1.3.4连锁图谱的构成：2个基因的重组率为 1%时，二基因在连锁图谱上的距离记为 1 cM。
根据试验获得的不亲和性因子与营养缺陷型基因所在的连锁群及其遗传距离，按基因在染色
体上直线排列的规律，将每个连锁群画成一个连锁图。
2 结果与分析
2.1 金顶侧耳的连锁群
试验中利用单核营养缺陷型亲本株配制 129 个双核交配株，由每个双核菌株形成的子实
体中，单孢分离出约 200 株左右的单核菌株。鉴定每个单核菌株的不亲和性因子组成及营养
缺陷型，对亲本型菌株与重组型菌株的分离比例进行 X2测验，计算营养缺陷型基因之间、营
养缺陷型与不亲和性因子之间的重组率。根据重组率进行连锁分析，确定连锁关系及图距。
根据这些距离排列各个基因在连锁群上的顺序。截止目前的试验数据表明，金顶侧耳至少由
6 条连锁群构成，构建了 5 条基因连锁群图谱，第 6 条连锁群仅确定了 1 个基因位点，共标
记出 20个基因位点（图 1）。
（1）第一连锁群：第 1连锁群由基因位点 ade2、A、pab1、ade5、met2、met7。
38 菌 物 学 报 24卷
（2）第二连锁群：第 2连锁群由基因位点 cho1、Ba、Bß、ade1构成。
（3）第三连锁群：第 3连锁群由 met9、arg1、his1、ade7、his3、met1构成。
（4）第四连锁群：构成第 4连锁群由 nic1、nic2、ade4、pdx2构成。
（5）第五连锁群：第 5连锁群由 pan1、ino1构成。
（6）第六连锁群：第 6连锁群仅确定了 1个营养缺陷型基因 ile1。
2.2 其他营养缺陷型标记的连锁分析结果
其他未确定连锁群的营养缺陷型基因的连锁分析结果：
ade3：与连锁群ⅠⅡⅢ不连锁 ade6：与连锁群ⅠⅡ不连锁
cho2：与连锁群ⅠⅡⅤ不连锁 his2：与连锁群ⅠⅡⅢ不连锁
leu1：与连锁群ⅤⅥ不连锁 leu2: 与连锁群Ⅴ不连锁
met3: 与连锁群ⅠⅤⅥ不连锁 met4： 与连锁群ⅠⅢⅣⅤⅥ不连锁
met5: 与连锁群ⅠⅡⅢⅣⅤ不连锁 met6: 与连锁群ⅠⅡⅣⅥ不连锁
met8: 与连锁群ⅠⅡⅢ不连锁 pab2: 与连锁群ⅡⅣⅤⅥ不连锁
pdx1: 与连锁群ⅠⅡⅢⅣ不连锁

2.23 3.61 5.66 2.45 8.64
Ⅰ ade2 A pab1 ade5 met2 met7

0.49 4.88 9.70
Ⅱ Ba Bß cho1 ade1

8.42 3.93 7.42 4.80 6.86
Ⅲ met9 arg1 his1 ade7 his3 met1

3.90 5.20 11.6
Ⅳ nic1 nic2 ade4 pdx2

17.01
Ⅴ pan1 ino1

Ⅵ ile1

图 1 金顶侧耳的基因连锁图谱
Fig.1 Linkage map of P.citrinopileatus
3 讨论
3.1 基因连锁图谱比较
人类基因图谱的研究成为遗传学发展的里程碑。为完善食用菌的遗传育种基础，基因图
谱的研究与人类及动植物一样，是非常必要的。国外对非食用担子菌裂褶菌 Schizophyllum
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commune Fr. (Raper & Miles，1958; Frankel，Ellingboe，1977)、灰盖鬼伞 Coprinus cinereus Cooke
（Day & Anderson, 1961; Moore, 1967）已经构建出了基因连锁图谱；食用担子菌金针菇
Flammulina velutipes (Fr.) Singer (武丸恒雄，1982，武丸恒雄等，1995) 的基因连锁分析也有
报道。笔者也是利用不亲和性因子标记与营养缺陷型标记对金顶侧耳的不亲和性因子构成及
基因连锁图谱进行的研究，截止目前的实验数据表明，金顶侧耳至少具有 6 条连锁群，其中
第 1连锁群与上述 3种担子菌的遗传图谱具有共同特性，即 A因子附近分布着 Ade及 Pab营
养缺陷型基因位点。说明在进化过程中这些基因位点一直没有丢失，保守性较强（图 2）。
Coprinus cinereus Schizophyllum commune
Ⅰ Ein his5 cc ade2 Aα Aß pab1 ade5 met4 Ⅰ cent ade1 Aα pab1 Aß ade5 xl5
Ⅱ cho1 cho2 fz Ba Bß Ⅱ Ba Bß
Ⅲ ade7 dt pdx1 his4 asn1 arg2 met11 ade3 ade8 arg6 Ⅲ nic5 ul s ade3 nic2 thy leu pdx
Ⅳ ade1 met12 arg3 trp1 arg5 Ⅳ rib ade2 arg2 nic1 kl1 cho ade1 ade12
Ⅴ met3 arg1 ade4 Ⅴ arg1 spi ade4 min ade9
Ⅵ ade6 arg9 nic2 his1 his2 met9 Ⅵ arg6 nio1 pan
Ⅶ arg10 nic1 Ⅶ aro nic3 com

Flammulina velutipes (尚未完成) Pleurotus citrinopileatus (尚未完成)
Ⅰ Aα Pab1 Aß ade2 ade5 Ⅰ ade2 A pab1 ade5 met2 met7
Ⅱ Ba Bß Met4 Ⅱ cho1 Ba Bß ade1
Ⅲ (nic1) ade1 arg1 c (lys1) Ⅲ met9 arg1 his1 ade7 his3 met1
Ⅳ ade3 his2 Ⅳ nic1 nic2 ade4 pdx2
Ⅴ leu1 met1 met2 Ⅴ pan1 ino1
Ⅵ (pab3) his1 pab2 Ⅵ ile1
Ⅶ (met3) rib1 pab1

图 2 几种担子菌连锁图谱的比较
Fig.2 Comparison of linkage map in Basidiomycetes

3.2 基因图谱研究方法
基因连锁作图包括常规的表型分析法和现代的分子生物学方法(姚方杰和李玉，2003)。
表型（不亲和性因子）分析法是适宜真菌遗传作图的经典方法。由担子菌的有性生活史可知,
具有单倍体核的单核菌丝体融合，形成双核菌丝体，双核菌丝体分化形成的子实体担子器中，
2个核经 DNA复制、融合、减数分裂，产生单倍体的单孢子，单孢子发芽再形成单核菌丝体,
从而完成整个有性生活史。因此这种常规的表型分析作图法，技术容易掌握，不需要特殊的
仪器设备，为蕈菌遗传作图的经典方法，可以确定染色体条数，阐明突变基因间的连锁关系,
为遗传育种的深入研究奠定基础，但工作量较大。
近年来，随着生化技术与分子生物学技术的发展及其在人类和动物的遗传作图方面的成
功利用，担子菌上也开始通过脉冲电泳技术进行核型分析，应用分子标记构建遗传图谱。利
用脉冲电泳技术可以确定染色体的条数及分子量，通过 DNA探针杂交还可以将基因或分子标
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记定位到染色体上，为分子育种奠定基础。但是这些研究方法不但技术复杂，仪器、试剂费
用昂贵，而且由于刚刚起步，本身存在很多技术问题，分子量相近的染色体DNA难以有效分
离开来，电泳条件的选择比较复杂，分子量大于 3.5Mb 的 DNA 分子极难分离成带，已经克
隆到的基因还很少，已有的分子标记非常有限，影响核型分析的结果(边银丙和罗信昌，1996;
马信英和罗信昌，2002)。
另外，Kerrigan等（1993）应用同功酶、RFLP、RAPD、rDNA重复序列及表型性状等混
合标记对双孢菇 A. bisporus、Larraya（1993）等以 RAPD、RFLP、同功酶、表型标记对糙皮
侧耳 P. ostreatus的基因连锁图谱构建进行了探讨，获得了混合标记的基因连锁图谱。
本试验的基因连锁图谱尚未最终完成，实验还在继续进行。以后还将采用同工酶标记、
RFPL标记、营养缺陷标记等混合标记研究金顶侧耳的遗传图谱，进一步完善金顶侧耳的基因
连锁图谱，为育种设计提供依据。
致谢：本论文在试验方法方面得到日本鸟取大学北本豊教授的指导，在此致以衷心的感谢。
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ANALYSIS OF THE GENE LINKAGE OF PLEUROTUS
CITRINOPILEATUS BY USE OF AUXOTROPHIC MUTATION
YAO Fang-Jie ZHANG You-Min LI Yu*
(Jilin Agricultural University, Changchun, Jilin 130118, China)
ABSTRACT: The hybrid strain was obtained by auxotroph of Pleurotus citrinopileatus. Analyzing the
linkage of auxotroph strain marked, the incompatibility factors and the linkage of auxotroph marker and its
order were determined. The previous experimental data show that there are at least six chromosomes in
P. citrinopileatus. Only one auxotrophic gene locus is determined in the sixth linkage group. The auxotrophic
gene loci ade2, pab1, ade5, met2, and met7 are located in the first linkage group of factor A, cho1 and ade1 in
the second linkage group of factor B ( Ba and Bß), met9, arg1, his1, ade7, his3, and met1 in the third linkage
group, nic1, nic2, ade4, and pdx2 in the fourth linkage group, pan1 and ino1 in the fifth linkage group, and
only ile1 in the sixth linkage group. It shares the common characters with other mushrooms of Basidiomycetes
on the genetic map, namely, the auxotrophic gene loci ade and pab are located near factor A.
KEY WORDS: Gene locus, linkage group

* Corresponding author