白灵侧耳生长周期性状的关键基因发掘及功能验证

Pleurotus tuoliensis is a Chinese endemic mushroom species usually called as “vegetarian abalone” for its distinctive flavor. It has significant antitumor activity. The long production period greatly limits the industrial development of P. tuoliensis. Achieving a short-period superior strain becomes the primary breeding purpose of this mushroom species. Previously, the segregating population constructed for earliness-related traits were screened for phenotypes. QTL hotspots determining multiple traits were detected on linkage group 2 and physically on scaffold 4 and 18. This study intends to use MBS (mapping by sequencing) and BSR (bulked segregant RNA-seq) methods to fine map the candidate genes controlling the earliness-related traits. RNA interference mutants and over-expressing strains of the candidate genes will be constructed to study the gene function and to verify the effects of genes on traits. Results of this study will lay a basis on the recognition of the molecular mechanism of earliness-related traits of edible fungi. Meanwhile, molecular markers that closely-linked with traits can be used in marker-assisted breeding and accelerate the breeding progress.

白灵侧耳是中国特有食用菌种类，有“素鲍鱼”之称，具抗肿瘤活性。由于其生长周期长，极大制约了产业发展，培育短周期的优异菌株成为白灵侧耳育种的首要目标。本研究团队前期通过对白灵侧耳生长周期分离群体多性状的表型测定和QTL分析，在2号连锁群所对应的基因组scaffold 4 和18上发现了决定多性状形成的热点区域。本项目拟应用混合群体分组测序（MBS）和混合群体分组转录组测序（BSR）技术进一步对候选基因精确定位，确认候选基因；通过构建RNA干扰突变体和过表达菌株，验证基因功能，明确基因对白灵侧耳生长周期性状的影响。研究结果将为食用菌生长周期相关性状形成的分子机理研究奠定理论基础，同时建立的与生长周期性状紧密连锁的分子标记，可应用于分子标记辅助育种，加速育种进程。

白灵侧耳是中国特有食用菌种类，有“素鲍鱼”之称，具抗肿瘤活性。由于其生长周期长，极大制约了产业发展，培育短周期的优异菌株成为白灵侧耳育种的首要目标。本研究通过对白灵侧耳生长周期分离群体多性状的表型测定和QTL分析，发现了决定多性状形成的热点区域位于第2号染色体上。应用群体分组测序技术进一步对候选基因精确定位，筛选了多个农艺性状的候选基因；另外，开发了白灵侧耳106个野生菌株群体全基因组范围内的90,4359个SNP标记和6,2491个InDels标记，标记密度分别为平均43 bp/SNP 和 633 bp/InDel。位于外显子区域SNP标记占总标记的32%，其中50.9%为同义突变，47.7%为非同义突变。78.9%的SNP标记为转换型，其余为颠换型。应用不存在紧密连锁的23,5431个SNP标记进行了群体结构、遗传多样性和连锁不平衡分析。发现白灵侧耳野生群体可根据地域来源不同分为两组，分别为裕民组（YM）和清河组（QH），两组的LD值均相对较低，衰减速度较慢，衰减到LD值一般的基因组区间分别为1000bp和1200bp。应用全基因组关联分析，分析了明确了决定白灵侧耳径向菌丝生长率、线性菌丝生长率、菌盖长度、菌盖宽度、菌盖厚度、菌柄长度、菌柄厚度、菌盖性状、菌柄形状、子实体的重量和从原基萌发到采收的天数等11个相关农艺性状形成的QTL区间，筛选了关键候选基因。研究结果将为食用菌生长周期相关性状形成的分子机理研究奠定理论基础，同时建立的与生长周期相关性状紧密连锁的分子标记，可应用于分子标记辅助育种，加速育种进程。