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巨大革耳遗传多样性的ISSR分析



全 文 :巨大革耳遗传多样性的 ISSR分析 *
江玉姬 1,2,谢宝贵 2**,刘新锐 2,邓优锦 2,陈东兴 2,朱 坚 3
(1.福建农林大学食品科学学院,福建 福州 350002;2.福建农林大学菌物研究中心,福建 福州 350002;
3.福建农林大学园艺学院,福建 福州 350002)
摘要:为确定巨大革耳种质资源间的亲缘关系,本文应用 ISSR分子标记技术,对来源不同地区的野生或栽培的 9个巨
大革耳菌株进行遗传多样性分析。从 20个引物筛选获得 4个 ISSR多态性引物对巨大革耳菌株扩增,获得 23条多态性
条带,多态性比率为 85.19%;对扩增结果进行聚类分析,当遗传距离为 20%时,9个菌株聚为 2类:Ι类包括 C.m0002
菌株;Π类包括其它的 8个菌株。其中 C.m0002菌株与其它 8个菌株的遗传距离很远。经栽培出菇实验,结果表明,
C.m0002菌株的子实体似多脂鳞伞(黄伞),是同名异种;其它 8个菌株均为巨大革耳。ISSR分析的结果与子实体形态
特征一致。
关键词:巨大革耳;ISSR分子标记;遗传多样性
中图分类号:S646.9 文献标识码:A 文章编号:1003-8310(2012) 06-0032-03
Analysis of Genetic Diversity among Germplasm of Panus giganteus by ISSR Markers
JIANG Yu-ji1,2, XIE Bao-gui2, LIU Xin-rui2, DENG You-jin2, CHEN Dong-xing2, ZHU Jian3
(1.College of Food Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou Fujian 350002;2.Mycological Research
Center, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou Fujian 350002;3.College of Horticultur, Fujian Agriculture and
Forestry University, Fuzhou Fujian 350002)
Abstract: In order to evaluate the genetic relationship among germplasm of Panus giganteus, the genetic diversity of 9 P.
giganteus strains from different regions of china was analyzed using ISSR markers. 4 ISSR primers were selected from 20
primers were applied to amplify the DNA of 9 strains. The results showed that polymorphic bands were 23, and the poly-
morphic rates were 85.19%. UPDMA dendrogram based on ISSR markers indicated that 9 P. giganteus strains could be
distinguished into 2 groups when genetic distance was 20%, and the Ι group included C.m0002 strain, the group Π in-
cluded the other 8 strains. The genetic distance between C.m0002 strain and the other 8 strains was large. The strain C.
m0002 might be Phonliota adipose, and the other 8 strains were Panus giganteus by cultivation experiment. Their genetic
relation based on ISSR markers was corresponded with the one based on fruit body traits.
Key words: Panus giganteus; ISSR molecular marker; Genetic diversity
巨大革耳 (Panus giganteus) 又名大杯伞、大杯蕈、
大漏斗菌、猪肚菇、笋菇、大杯香菇等,隶属真担子菌门
(Basidiomycota)、担子菌纲 (Basidiomycetes)、多孔菌目
(Polyporales)、多孔菌科(Polyporaceae)、革耳属(Panus)[1]。
自然环境中夏、秋季节大量群生或丛生于林地腐枝层上,
主要分布在我国的河北、山西、黑龙江、青海等地区。从
自然界的生长习性和分布可以看出,巨大革耳(猪肚菇)
是一种中高温型的美味珍稀食用菌种类,菌肉肥厚,个体
较大,味道鲜美,是一种很有发展前途的夏、秋季栽培食
用菌[2]。人工栽培多进行熟料袋栽,栽培方法与常规木腐生
菌相同。但巨大革耳(猪肚菇) 人工栽培历史很短,目前
栽培用种主要来源于野生资源的驯化和引种,存在着同种
异名,同名异种的现象,给生产和育种带来了混乱产生了
严重的后果。本文应用 ISSR分子标记对国内不同地区收
集或分离的 9株巨大革耳进行了分子遗传多样性研究,为
巨大革耳菌种管理、遗传资源的保护和充分利用、育种研
*项目来源:福建省科技厅项目(08SZ00021);国家星火计划项目(2011GA720008)。
作者简介:江玉姬,女,教授,长期从事微生物的教学与研究。E-mail: jyj1209@163.com
**通讯作者:谢宝贵,教授,长期从事食用菌栽培与育种研究。E-mail: mrcfafu@163.com
收稿日期:2012-09-08
中国食用菌 2012,31(6):32~34
EDIBLE FUNGI OF CHINA
CN53-1054/Q ISSN 1003-8310
江玉姬等:巨大革耳遗传多样性的 ISSR分析
图 1-2 引物 ISSR13和 ISSR15的扩增电泳图
注:图中 M泳道为 Marker,1~9泳道代表的菌株见表 1;文中所
有图的 M、1~9代表同样的意义。
图 1-1 引物 ISSR5 和 ISSR12 对巨大革耳菌株 ISSR-PCR 扩增图谱
究工作的开展等提供基础数据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 供试菌种
9株供试菌株,由福建食用菌株,质资源保藏管理中
心提供,试验编号及其它信息如表 1所示。
1.1.2 试剂
20 个 ISSR 引物为上海 Sangon 生物工程公司生产;
PCR kit、500 bp DNA Ladder Marker 购自 TaKaRa 公司,
其它试剂均为国产分析纯。
1.1.3 供试培养基
斜面固体培养基:马铃薯 200 g、葡萄糖 20 g、琼脂
20 g,水 1 000 mL,pH值自然。
液体培养基:马铃薯 200 g、葡萄糖 20 g,水 1 000
表 1 供试巨大革耳菌株及来源
泳道 保藏管理中心编号 菌株原名称 菌种来源
1 C.m0001 大杯蕈 福建农林大学菌物研究中心(野生分离)
2 C.m0002 大杯伞 河北省泌阳县真菌研究所
3 C.m0003 大杯蕈 华中农业大学菌种中心
4 C.m0004 大杯伞 湖北嘉鱼县环宇食用菌研究所
5 C.m0005 大杯蕈 福州市农业科学研究所食用菌室
6 C.m0006 大斗菇-1 三明真菌研究所
7 C.m0007 大斗菇-2 三明真菌研究所
8 C.m0008 大杯伞-1 漳州市龙海九湖食用菌研究所
9 C.m0009 大杯伞-2 漳州市龙海九湖食用菌研究所
mL,pH值自然。
出菇培养基:棉籽壳 85%、麦麸 10%、玉米粉 3%、
碳酸钙或石膏 2%,含水量 65%~70%,pH6.0。
1.1.4 巨大革耳菌丝体制备
供试菌株在 PDA试管斜面培养基上培养 7 d~10 d后,
转接到新鲜 PDA试管斜面培养基上培养至满管,用接种
耙耙碎菌块,接入 250 mL三角瓶液体培养基中,每个菌
株各接 2瓶,置于 120 r·min-1摇床上 26℃恒温培养 10 d,
用纱布过滤,蒸馏水冲洗干净,滤纸吸干水分,称取 1 g
菌丝用滤纸包好,保存于-20℃下备用。
1.1.5 DNA提取
取 1 g菌丝放入研钵,加入液氮迅速研磨成粉末,转
入 7 mL的离心管,采用 CTAB法提取 DNA,-20℃保存备
用,具体操作参考文献[3]、[4]。
1.1.6 ISSR扩增
ISSR 反应体系 25 μL:模板 DNA 1.2 ng·μL-1,引物
0.4 μmol·L -1,dNTPs 0.2 mmol·L -1 ,MgCl2 2 mmol·L -1,
Taq DNA聚合酶 2 U,PCR缓冲液 1×,具体操作参考文献
[3]、 [4],将重复性好、强度较高、清晰可辨无争议、能
体现菌株间差异的条带确认为标记条带,进行相应的统计
和分析。
1.1.7 数据统计与分析
ISSR扩增产物以 0、1统计建立 ISSR数据库。将相同
引物 PCR扩增产物中电泳迁移率一致的标记条带确认为
同一条带,扩增阳性记录为“1”,扩增阴性记录为“0”,
利用 SPSS10.0分析软件的 Jaccard方法计算样品间的遗传
相似性,用类平均法(UPGMA) 对 ISSR统计形成“0/1”
表型数据矩阵进行聚类分析,生成遗传距离聚类图[5,6]。
1.1.8 出菇实验
栽培出菇实验参考刘斌等[7]的方法。
2 结果与分析
2.1 ISSR结果与分析
从 20个引物筛选出 4个多态性好的引物(表 2),扩
增的结果见图 1。
从图 1中可知,4个引物对 9个菌株扩增的片段大小
在 1.0 kb~3.0 kb之间,各个引物扩增的位点数分别为 7、
8、5、7,平均位点数为 6.25;平均每个引物产生个 5.75
个多态性条带。ISSR共扩增出 27个位点,多态性条带总
共为 23,多态率为 85.19%。经过软件处理后,建立树状
图(图 2)。
从图 2可以看出,5号、6号、7号、9号菌株聚为一
类,它们的相异系数为 0,可能为同种异名;3号、4号
表 2 ISSR引物序列
引物 序列 退火温度/℃
ISSR5 VDH(TCG)5 57.4
ISSR12 (AG)8 T 50.0
ISSR13 (GA)8 C 52.0
ISR15 (CA)8 G 52.0
第 31卷 第 6期 33
菌株及 1号、8号菌株各聚为一类,2号菌株单独一类;2
号菌株与其它 8个菌株的遗传距离很远,3 号、4 号、1
号、8号菌株与 5号、6号、7号、9号菌株有一定的遗传
距离。当相异系数 D为 0.20水平上,9个菌株聚为 2类:
Ι类包括 2号菌株;Π类包括 1号、3号、4号、5号、6
号、7号、8号、9号菌株。2号菌株与其它 8个菌株的遗
传距离很远,故对 9个菌株进行了栽培出菇实验,以观察
子实体的形态是否有差异。
2.2 子实体形态分析
根据栽培出菇实验结果表明,C.m0002菌株的子实体
(图 3) 明显不同于其它菌株,酷似多脂鳞伞(黄伞),是
同名异种,单独归为 Ι类;其它 8个菌株均为巨大革耳,
子实体的形态较一致,部分菌株的子实体形态见图 4、图
5 和图 6,归为第 Π 类。子实体特征分析的结果与 ISSR
分类的结果吻合。
3 讨论
近年来,不断快速发展的 DNA分子标记技术越来越
多的被应用在研究种质资源的多样性以及分子辅助遗传育
种上,显示出了极大的优越性。它不仅能快速的获得分析
结果,而且其结果不受外界环境因素和生长发育阶段的影
响;所以,分子标记已经成为分子水平的种质资源亲缘关
系及检测种质资源多样性和品种鉴定的有效工具[8]。
ISSR是由 Zietkiewi CZ等 [9]创建的一种简单重复序列
间扩增多态性分子标记。ISSR技术与常规 PCR有相同的
反应条件,该技术克服了限制性内切酶片段长度多态性
RFLP 标记、 SSR 标记和随机扩增多态性 DNA 标记
(RAPD) 的技术限制,具有操作简单、引物扩增的结果重
现性较好、模板 DNA 用量少等优点,且不需要知道基因
组序列,可以检测基因组许多位点的差异 [6-8],已广泛应用
于动植物种质鉴定、遗传作图和基因定位,尤其在分子遗
传学基础贫乏的作物研究中显示出极大的优势[10,11]。但在食
用菌中的应用还不多,在香菇 [8]、杏鲍菇[12]、金针菇[13]、松口
蘑及花鹅膏菌 [11]、天麻 [14]、侧耳属[10]等品种的鉴定及亲缘关
系研究中的应用已有报道,但用 ISSR技术分析巨大革耳
菌株间的亲远关系目前没有相关的文献报道。
9个菌株的 ISSR分析中,5号(C.m0005)、6号(C.
m0006)、7号(C.m0007)、9号(C.m0009) 的遗传距离为
零,结合子实体的形态特征可认定它们为同种内的菌株。
C.m0003、 C.m0004、 C.m0005、 C.m0006、 C.m0007、 C.
m0008、C.m0009七个栽培菌株分别来自武汉、湖北嘉鱼、
福州、三明 4个不同的地方,其中 C.m0008与其它 6个菌
株有一定的遗传距离,说明有一定的遗传多态性,但不丰
富。而 C.m0001和 C.m0002菌株与其它 7个菌株间的遗传
距离较远。出菇实验结果表明,C.m0002菌株的子实体似
多脂鳞伞(黄伞),是同名异种;其它 8个菌株均为巨大
革耳。本研究的结果以及 ISSR标记在香菇、杏鲍菇、金
针菇、侧耳属等的应用,说明 ISSR分子标记在食用菌的
种质资源遗传多样性、亲缘关系分析中的应用是可信的。
本研究结果也将为巨大革耳的生产和育种以及种菌管理提
供基础数据。
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图 2 9个菌株的 ISSR聚类树状图
相异系数
图 6 C.m007菌株的子实体图
图 3 C.m002菌株的子实体图 图 4 C.m003菌株的子实体图
图 5 C.m001菌株的子实体图
中国食用菌 EDIBLE FUNGI OF CHINA Vol. 31 No.634