西南喀斯特地区蘑菇属(Agaricus)真菌网状进化及优良菌株的发掘

Agaricus L.: Fr. is a genus of saprobic and generally terricolous, with nutrition and medicinal properties. But the morphology taxonomy is very complicate for the overlapped characters among the species. The molecular phylogenetics in Agaricus based on ITS or EF-1α sequences were researched, but have paraphyletic or polytomy, brachyblast and conflicting gene trees ,so did not finely explain the phylogenetic status and relationship of sections or species. So it is helpful to build molecular phylogenetic trees ,based on the single-copy nuclear loci , mitochondrial genes and cloned sequences of ITS. Screening compatible molecular markers for the single-copy nuclear and mitochondrial loci is important through bioinformatics methods based on whole genomic sequences of Agaricus bisporus, Laccaria bicolor, Coprinus cinereus, and the mitochondrial genes of Agaricus bisporus, Pleurotus ostreatus, Schizophyl lumcommune. The complex reticulate evolution (hybridization) will be made with analysis phylogenetic trees of the single-copy nuclear loci , mitochondrial genes and cloned sequences of ITS, besides the morphology. The fine strains for cultivation will be got through domestication and interspecific hybridization under the direction of reticulate evolution. After studying, the phylogenetic relationship will be better analysed and the position of Agaricus from Southwest Karst area,China will be clear. Moreover, some good characters of strains will be screened. So, these researches will enrich the theory of systematics of Agaricus, and guide the breeding and genetic improvement.

蘑菇属（Agaricus)真菌有高的营养和药用成分，如双孢蘑菇和姬松茸被广泛栽培。但蘑菇属种类多，种间形态特征少，以ITS和EF-1α分子序列构建系统发育树，出现并系／多系，短枝，基因树冲突现象。本项目以西南喀斯特地区蘑菇属为主要研究对象，以双孢蘑菇、双色蜡蘑等全基因组信息和双孢蘑菇、糙皮侧耳、裂褶菌等的线粒体基因信息为基础，用生物信息学方法，筛选蘑菇属单拷贝核基因和线粒体基因分子标记，对其ITS序列进行克隆测序，构建分子系统发育树。结合蘑菇属形态学特征，揭示西南喀斯特地区蘑菇属网状进化及种间杂交关系。以前述研究结果为指导，发掘优良种质材料。通过研究，将逐步完善蘑菇属组间和种间的系统发育关系，了解西南喀斯特地区蘑菇属种类的系统发育地位和网状进化，获得良好的育种材料。在理论上逐步丰富蘑菇属系统学的相关理论；应用上指导育种、遗传改良研究打下坚实的基础。

蘑菇属真菌的营养和药用价值高，在生态循环系统中起着枢纽作用。从形态学和ITS分子系统学分析解决了蘑菇属下组的划分，但不能清楚阐明各组内种间系统关系，有必要对其其深入探讨。. 本项目以西南地区蘑菇属标本为主要研究对象，进行资源收集，调查；研究蘑菇属表型特征及标准、分子系统发育及其相关性。以双孢蘑菇、双色蜡蘑等全基因组信息和双孢蘑菇、糙皮侧耳、裂褶菌等的线粒体基因信息为基础，用生物信息学方法，筛选蘑菇属单拷贝核基因和线粒体基因分子标记，对其ITS序列及基于单拷贝基因和线粒体基因开发的引物进行克隆并测序，构建分子系统发育树。 . (1) 完成在中国西南喀斯特地区采集蘑菇属资源的收集，收集111份标本，鉴定111株，并进行了形态学及分子生物学方面的鉴定，获得其不同种组、属的形态特征。. (2) 对西南地区的蘑菇属构建进化树，中国西南地区蘑菇属真菌属于TRB组、Sanguinolenti组、Xanthodermatei组、Bivelare组、TRC组、Agaricus组、 Spissicaules组、 TRIII组、 Mirones组、TRV、TRVI、TRVII、 Arvenses组13个组。通过表型和ITS分子系统分析，西南地区蘑菇属真菌有39个种，其中已发表新种3个，贵州新记录种3个，8个可能新种。. （3) 通过对蘑菇属内仅有的测序全基因组的双孢蘑菇3个菌株的全基因组进行分析，首次明确了蘑菇属内可能存在的单拷贝基因片段1142个。. （4）基于双孢菇的线粒体基因预测其保守区段并设计其58对线粒体引物。. （5) 基于双孢菇全基因组数据，分析得到其单拷贝基因数据，并结合分析结果探索其单拷贝基因的保守区段，基于保守区段设计102对引物。. （6) 对现有保存的蘑菇属基因组及提取标本的基于线粒体基因组及单拷贝基因设计的引物进行筛选，筛得一对线粒体（COX1-38F，COX1-38R）引物，具有通用性同时基因片段内多态性良好的引物片段，可用于补充ITS及EF-1α基因构建进化树时的不足。另一对线粒体引物NAD2-24F、NAD2-24R较好。. （7) 分离筛选得到一株驯化潜力蘑菇属菌株，已完成母种和原种的制作。. 本研究对野生菌保护抚育提供科学数据支撑，为食用菌育种和菌种供保体系的供种源，完善补充建进化树时提供途径。.