木耳交配系统分子鉴定及交配型因子解析平台构建

China is the largest producer of auricularia auricular., the proportion of annual output was 95%, also it ranked one of the top three mushrooms. But as the base and core of genetic breeding, the mating type system have not been confirmed. The focus of debate is on the bipolar or tetrapolar. The traditional mating type research method was based on the statistics on the basidiospore. The reliability of the results could not be ensured. On the reference to the molecular genetics method which was used on the study of mating type gene structure, function and the relatioship of the function. But to reverse the method, on the judgement basis of the factor pairs that controling incompatibility, the monokaryon changes of morphology and nuclear phase, the mating type system of a.auricular can be confirmaed by sequncing and annotating the genes of mating type, constructing expression vector with gpd promoter and mating type genes, then transforming the monokaryon with the suitable method and optimized conditions. This project will not only provide a new idea and method to the study of mating type system of a. auricular and auricularia, also lay a foundation for the genetic breeeding.

我国是木耳的生产大国，年产量占世界的95%，位列国内食用菌三强。但是作为遗传育种研究最基础和核心的交配系统长久以来没有定论，目前国际上争论的焦点集中在二级性和四级性上。传统的交配系统研究方法以统计学为基础，担孢子为材料，受交配型偏分离现象的影响使得结果的可靠性无法得到保证。本项目在借鉴研究交配型因子基因结构、功能、相互作用关系时所采用的分子遗传学实验方法基础上，逆向思维，以控制交配不亲和性因子的对数作为判断交配系统类型的依据，以单核体转化前后形态和核相变化作为进行有性生殖的标志，以获得的木耳全基因组序列为基础，确定并克隆交配型基因和gpd基因，构建带有木耳内源gpd基因启动子和交配型基因的表达载体，在确定适宜转化方法和条件的基础上，转化木耳单核体，构建木耳交配型解析平台，确定木耳交配系统类型。本研究将为木耳及木耳属的交配系统研究提供一个新的思路和方法，为育种实践奠定理论基础。

我国是木耳的生产大国，年产量占世界的98%以上，近年产业发展迅速，由项目启动当年的第3位升至目前我国第2大食用菌。但作为遗传育种研究最基础和核心的交配系统长久以来没有定论，争论的焦点集中在二级性或四级性上。传统的交配系统研究方法受偏分离现象的影响使结果的可靠性无法得到保证。为此本项目另辟蹊径，拟构建带有木耳内源gpd基因启动子和交配型基因的表达载体，在确定适宜转化方法和条件的基础上，转化木耳单核体，构建木耳交配型解析平台，确定木耳交配系统类型。.针对上述科学假设和项目书的要求取得了以下成果：.①首次在木耳全基因组上定位、注释了编码木耳gpd启动子序列和编码木耳交配型A因子同源域结构蛋白基因AaHD1和AaHD2编码序列，并克隆了相关序列；②首次构建了带有木耳内源启动子的表达载体；③首次确定了木耳的根癌农杆菌转化木耳的转化条件： AS浓度为20 μM/ml，共培养时间以48 h为宜；④优化了木耳原生质体制备与再生条件；⑤确定了PEG介导原生质体转化参数：选用PEG4000作为转化介质，STC为转化缓冲液，转化子培养条件为25℃静置培养2d后。⑥以PEG介导原生质体为遗传转化方法，以构建的pCG18为表达载体构建了木耳交配型解析平台，通过对转化前后的菌丝体核相的变化以及菌丝的锁装联合判定木耳的交配系统类型为二极性，证明通过构建交配型解析平台鉴定木耳交配系统类型是有效且可行的。⑦以木耳交配型为二极性异宗结合指导杂交育种试验，选育出省审定新品种“吉黑2号”、“牡耳2号”。.交配型基因的编码序列、蛋白序列的确定极大地丰富了控制木耳交配型不亲和性的遗传信息，为交配型的鉴定奠定了基础；构建的木耳交配型解析平台不仅为木耳的交配型系统鉴定开辟了一种全新的方法，还为其他真菌交配型的鉴定提供了借鉴；遗传转化体系的建立为功能基因的鉴定、筛选与利用建立了研究平台，为木耳遗传改良和转基因新品种的选育提供了技术基础；交配系统的鉴定为遗传育种奠定了基础，为生产提供具有自主知识产权的优良品种。