全 文 ：　　* 本文为国家自然科学青年基金项目“中国蜜环菌生物种与世界分类种系统学关系的研究”( 1995～1998年)和国家自
然科学基金项目“蜜环菌群体遗传多样性与寄主协同进化关系的研究“( 1998～2000年 )的内容之一。本研究部分内容是第
一作者在业师沈瑞祥先生指导下完成,工作中得到赵俊、田淑敏、郭丽华等高工的大力协助,谨向各位表示由衷的谢意。
1998-04-22收稿。
芥黄蜜环菌交配型复等位基因的研究*
秦国夫1)　郝玉山2)　贺　伟3)　龙军海4)
( 1)国家林业局森林病虫害防治总站, 110034,沈阳; 2)内蒙古大兴安岭林业管理局森林病虫害防治站, 022150,内蒙古
牙克石; 3)北京林业大学森林资源与环境学院, 100083,北京; 4)辽宁省抚顺市顺城区林业局, 113008,辽宁抚顺;
第一作者 31岁,男,工程师)
　　摘要　从大兴安岭长白山采集 17号芥黄蜜环菌, 用分离的单孢菌株进行交配型测定, 证实中
国该种为双因子异宗配合机制 ,选取各号标本的 4 种交配型菌株进行循环配对实验, 结果发现该种
的交配型基因座的多样性很高,共有 13 对复等位基因,证明该种在世界分布区域内具有较强的生
态适应能力。是目前国际首次用实验测定的蜜环菌交配基因数目。
关键词　蜜环菌; 复等位基因; 多样性
分类号　S718. 81
　　蜜环菌复合种( A rmil laria mellea ( Vah1: Fr . ) Kummer complex )是一个寄主范围极广,
形态和培养特征变异甚大的林木病原菌。1978年以来,单倍体菌株的遗传交配研究发现它是
由若干个互交不育群( Intersterility Groups, ISG)即生物种组成,绝大多数 ISG 属于四极性异
宗配合种, 只有非洲的黑姆蜜环菌( A . heimii Pegler )、欧洲的无环蜜环菌( A . ectyp a ( Fr . )
Emel)和蜜环菌日本亚种( A . mel lea subsp. nipp onica Cha & Igarashi)等少数地区存在同宗配
合种。目前各国林病学者和菌物分类学家一致采用 ISG来作为划分种的标准。为调查中国蜜
环菌种类,从 1992年开始对东北蜜环菌进行的生物种研究, 发现了 5个生物种[ 1] ,经过与欧
洲、北美生物种菌株的交配, 发现了中国生物种 A,即芥黄蜜环菌( A rmil laria sinap ina Berube
& Dessur. ) ,并对东北种类作了进一步的订正。同时为详细调查中国蜜环菌存在同宗配合的可
能性和交配等位基因的数量,对芥黄蜜环菌的所有菌株进行了交配型及其复等位基因的遗传
测定,现将结果报道如下。
1　材料与方法
1. 1　菌种采集
1993～1997年间本文第一作者从大兴安岭和长白山采集芥黄蜜环菌共 17号(表 1) ,将蜜
环菌子实体在无菌滤纸上做孢子印, 孢子印低温保存,带回实验室进行单孢分离。
1. 2　单孢分离和交配极性测定方法
培养基采用 2% MEA( 2%的 Sigma 麦芽粉, 2%的琼脂) ,方法按参考文献[ 1]、[ 2]进行。
每一子实体至少分离 40个单孢菌株,从中挑选典型的单孢菌落形态并且生长旺盛的 12个菌
林业科学研究　1999, 12( 1) : 19～22
Forest Research 　　 　　　
株进行列联配对, 推断交配极性。有些难以推断交配型的子实体需要重复配对实验 2～3次。
1. 3　复等位基因的配对测试方法和判断标准
培养基采用改进的 MEJA [ 2] , 从每一子实体分离株中选取 4个不同交配型( A 1B1、A 2B2、
A 1B2、A 2B1 )的代表菌株进行 2个子实体间的 4×4配对。通过 16个配对反应推断菌株的交配
基因多样性。在 MEJA 培养基上,不亲和交配反应的对峙线清晰明显,而亲和性交配反应更易
判断:不仅对峙双方菌落都变为褐色,而且产生较长的根状菌索。如果 16个均为亲和反应,则
为不同的复等位基因,即一方的交配因子为A 1、A 2、B1、B2 ,而另一方为A 3、A 4、B3、B4 ;如果 2个
携带A 因子的菌株表现非亲和反应,则它们的交配因子均为A 1、A 2 , B因子也依此类推。为确
定表 1中菌株的交配因子, 所有标本的菌株都进行配对试验。
表 1　用于交配基因测定的芥黄蜜环菌菌株
标本号 寄　　主 采 集地 点 采集日期(年-月-日)
93005 白桦( B etula p latyphyl la Suk . ) 内蒙莫尔道嗄 1993-09-01
93006 白桦 内蒙乌尔其汗 1993-09-02
93007 阔叶树 内蒙绰尔 1993-09-05
93009 蒙古栎( Quercus mog ol ica Fis ch . et T urcz. ) 内蒙绰尔 1993-09-09
93011 黑桦( B . dahur ica Pall . ) 内蒙绰尔 1993-09-09
93012 黑桦 内蒙绰尔 1993-09-09
96015 岳桦( B . ermanii Cham. ) 长白山岳桦林带 1996-08-28
96016 岳桦 长白山岳桦林带 1996-08-28
96017 松树( P inus sp. ) 长白山地下森林 1996-08-28
96022 岳桦林地 长白山岳桦林带 1996-08-30
96023 岳桦林地 长白山岳桦林带 1996-08-30
96024 岳桦林地 长白山岳桦林带 1996-08-30
96025 落叶松( Lar ix sp . ) 长白山岳桦林带 1996-08-30
96037 冷杉( A bies sp. ) 长白山地下森林 1996-09-02
96041 不详 长白山白河市场 1996-09-03
96042 白桦 内蒙绰尔 1996-09-08
97011 灌木 内蒙阿尔山 1997-09-04
2　结果与分析
2. 1　交配极性测定
共进行了约 1 600个配对组合,所采集的 17号芥黄蜜环菌都呈现典型的双因子异宗配合
交配系统,除极少数子实体因列联配对的 12个菌株中只有 3个交配型外,绝大多数都得到 4
种交配型。这一结果表明中国的该生物种不存在同宗配合交配机制。
2. 2　复等位基因的测算
共进行了 3轮,首先对采自大兴安岭的 93005～93012共 6个菌株进行了第一轮循环配对
试验,其中 93011和 93012呈现近似子实体内的交配反应, 属于同一个克隆, 具有 2个共同的
交配因子,其它各号都属于复等位基因,分别编为 A 1～A 10和 B1～B10。第 2 轮对长白山的
20 林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　第 12 卷
96015～96041和大兴安岭的 96042、97011进行循环配对实验,结果 96023和 96024为同一克
隆, 96015与其它各号标本呈现近似部分亲和反应,难以判断, 故排除其交配因子, 其余都属于
交配的复等位基因,编为A 11～A 28和 B11～B28。第 3轮配对实验目的检验前 2轮的交配因子是
否存在重复, 选取每号标本的 2 个代表不同交配型的菌株( A 1B2+ A 2B1或 A 1B1+ A 2B2 )进行
循环配对,最后结论证明, 93012和 96042属于同一克隆,合并其共同的交配因子,其它 13对
复等位交配基因之间不存在重叠,由于该两个菌体相距约 20 km ,说明大兴安岭存在较大的克
隆。结果见表 2。
表 2　复等位基因循环交配结果
菌株号 93005 93006 93007 93009 96011 93012 96016 96017 96022 96023 96024 96025 96037 96041 96042 97011
93005 + + + + + + + + + + + + + + +
93006 + + + + + + + + + + + + + +
93007 + + + + + + + + + + + + +
93009 + + + + + + + + + + + +
96011 P + + + + + + + + + +
93012 + + + + + + + + + +
96016 + + + + + + + + +
96017 + + + + + + + +
96022 + + + + + + +
96023 P + + + + +
96024 + + + + +
96025 + + + +
96037 + + +
96041 + +
96042 +
97011
　　注: + 示亲合性交配反应; P 示部分亲合。
3　讨　论
　　( 1)蜜环菌属中基于生物种而建立的分类种的概念相对较新, 所以种内变异的研究仍然不
系统,在菌索分支,担子果形态、生理生化特征和 RFLP 等方面的研究有一些初步观察[ 3 ] ,但是
对于多态性最错综复杂的交配型基因座( M at ing-typeloci)研究甚少, 国际上还没有对任一生
物种的交配型复等位基因的数目做出过测算,欧洲、北美的一些专家估计在一个种的分布区域
会达到两位数 [ 4, 5]。根据本次测定结果的抽样数中出现复等位基因的比率( 13/ 17)和最大克隆
的菌体直径并按照参考文献[ 6]的方法进行统计推断,分布于整个北美和亚洲的这一蜜环菌的
复等位基因数目可达到 3位数。说明该种在遗传基础上具有很强的生态适应能力和竞争生存
能力。但是目前国际上尚无对蜜环菌各生物种之间的交配型基因多样性和相对竞争力进行测
度学的研究。这种解析蜜环菌生态遗传机制的分析还需要深入。
( 2)蜜环菌的生物种是根据生殖隔离而建立,已经成为蜜环菌分类中最可靠且最广泛使用
的标准,但同时同宗配合也是一项分种的补充标准, 加之异宗配合现象是产生遗传隔离机制的
21第 1期　　　　　　　　　　秦国夫等:芥黄蜜环菌交配型复等位基因的研究
前提,所以阐明本地蜜环菌配合类型也成为蜜环菌分类和森林病理学研究的一项必不可少的
内容。目前欧洲、非洲、亚洲日本等地均已发现同宗配合种[ 3, 4] ,我国也极有可能存在,本研究为
进一步探索由交配产生的蜜环菌遗传多样性演变机制奠定了方法基础。
参　考　文　献
　　1　贺伟,秦国夫,沈瑞祥.大兴安岭长白山蜜环菌生物种的研究.真菌学报, 1996, 15( 1) : 9～16.
2　赵俊,田淑敏,王玉玲,等.蜜环菌遗传测定的单孢分离和培养方法.微生物学通报, 1999, 26( 2) .
3　秦国夫.蜜环菌生物种和分子系统发育研究进展.北京林业大学学报, 1993, 15( 4) : 87～94.
4　Guilaum in J J, Anders on J B, Korhonen K. Life cycle, interfert ilit y, and biolog ical species. In . A rmil lar ia Root Dis-
eas e. Un ited States Depar tm ent of Agricu lture, Forest Service,Ag ricul tu re Handbook (No. 691) , 1991. 10～20.
5　Anderson J B, Ull rich R C. Biological species of Ar mil laria mel lea in North America. Mycologia, 1979, 71: 402～414.
6　Mu rphy J F, M il ler O K J, Divers ity and local dist ribu tion of mat ing al lees in M arasmiel lus p reacutus and Col l vbia
subnuda ( Basidiom ycetes, Agaricales) . Can. J. Bot . , 1997, 75( 1) : 8～17.
Diversity of Mating Alleles in Armillaria sinapina
from Northeast China
Qin Guof u
1)　H ao Yushan2)　H e W ei 3)　 L ong Junhai 4)
( 1) General S tat ion of Fores t Pes t Cont rol , The State Forest ry Administ rat ion , 110034, S hen yan, C hina;
2) Great Xingan Mountains For est ry Bureau, Inn er Mongolia Region, 022150, Yakeshi ,N eimenggu, Ch ina;
3) College of Forest Resource an d En vir onment , Beijing For est ry University, 100083, Beijing, China;
4) S hunchen g Dist rict Fores t ry Bureau of Fushun City, Liaoning Province, 113008,Fushun ,L iaoning , China)
　　Abstract　T he div ersity of mat ing alleles in population of Armillaria sinap ina in Great
Xingan & Changbai M ountains w ere inverst igated. T he r esults from mat ing tests betw een the
four haploid st rains w hich r epresented a fr uit ing body’s mat ing genotype and another one
w er e used to deduced mating geno types among closely adjacent individuals. 13 pair mat ing
factors have been found from the 17 stocks except four individuals f rom the same location
( about tw enty kilometers apart ) sharing one mat ing genotype. T he result indicated that the
fungus po ssessed high level of mating alleles div er sity and adapt ing ability in this area.
　　Key words　A rmillaria sinap ina; mat ing alleles; diversity
22 林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　第 12 卷