在食用菌學科領域,雙核體研究對食用真菌遺傳學構建、育種創新及產業發展意義重大。當前,食用菌學科發展歷史較短、系統性較弱,遺傳學發展更為滯后,以雙核體理念構建遺傳學理論框架極具必要性。上海市農業科學院食用菌研究所研究員鮑大鵬作了題為“食用真菌雙核體生物學性質探討和研究展望”的報告。
雙核體生物學主要研究擔子菌類食用菌中獨特而重要的以雙核細胞為基本單位的生物學現象,以期為遺傳學研究范式構建、育種技術創新、菌種種性穩定性維護提供科學基礎。食用菌種類繁多,涵蓋多種類型。鮑大鵬研究員指出,大多數食用菌菌絲體和子實體由雙核體(n+n’)構成,如香菇、金針菇、靈芝等。少數食用菌菌絲體和子實體由異核體構成,如雙孢蘑菇、草菇、羊肚菌、蛹蟲草等。個別食用菌菌絲體和子實體由單核體(2n)構成,如蜜環菌。中國食用菌產業發展迅猛,四十多年產量增長七百多倍,人工馴化近200種,但具商業價值的約30種,其中20%的種類產量占比超81%。在這些食用菌中,7種主要品種里有6種以雙核體為基本結構 。
在對雙核體的研究中,純合雙核體的結實性和可育性研究是重要方向。以刺芹側耳為例,通過基因工程手段研究發現,將特定交配型基因轉入單核體,成功獲得了純合雙核體轉化子。深入的基因組分析表明,轉化子的基因表達模式與單核體更為相似,不過其交配型信號通路基因的表達卻與雙核體相似。這一研究充分證明了交配型基因與子實體形成密切相關,同時也暗示了產生和傳遞遺傳物質的通路可能受其他基因的調控。
此外,鮑大鵬研究員還對群體水平的偏分離現象、雙核體核相轉換在雜交育種價值等進行展開敘述。鮑大鵬研究員表示,在原生質體單核化時,會出現兩個單核體分離比例失衡的偏分離情況。將大量出現的細胞核定義為強勢核,極少出現的為弱勢核,目前二者與農藝性狀無關聯。對香菇和金針菇的研究揭示,強勢核和弱勢核存在 “遇強則弱,遇弱則強” 的有序關系,自然界無性孢子形成過程也存在偏分離。
食用菌學科包含多領域,與產業緊密相連。當下學科發展薄弱,盡管產業規模龐大,但也面臨諸多問題,未來,希望食用菌學科發展有科研人員尤其是年輕人深入研究,提升學科水平,推動產業進步。
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