中国木耳属资源、系统发育和黑木耳野生种群的遗传多样性

Auricularia is one of the important groups of Basidiomycota, because many species in the genus have important economic values; Auricularia auricula-judae and A. polytricha are the important cultivated mushrooms in China. However, some essential and questions on studies of the genus have not been answered, e.g. 1) the species diversity of Auricularia is poorly known, and many species names are confusedly applied, including some invalid names; 2) the phylogeny of the species in the genus is not clear; 3) the genetic diversity of the wild populations of the cultivated species is not analyzed. These are the key scientific questions for further studies and applications on Auricularia. In the present project, the species diversity and taxonomy of Auricularia in China will be systematically studied; phylogentic analyses on the Chinese species of the genus will be carried out based on multi-gene sequences, and phylogentic relationships among these species will be outlined; genetic diversity on the wild populations of Auricularia auricula-judae will be demonstrated using ISSR and SRAP markers based on the strains isolated from different parts of China. This study will provide a comprehensive result on the species diversity and phylogeny of Auricularia. In addition, the knowledge on genetic diversity of wild Auricularia auricula-judae will be imporant for breedings of the species.

木耳属是高等担子菌中的一个重要类群，该属的很多种类具有重要的经济价值，黑木耳和毛木耳都是中国主要的栽培食用真菌。但该属真菌研究的一些重要基础问题还没有解决，主要表现在：1）对我国木耳属的种类缺乏系统研究，很多名称应用混乱（包括一些非法名称在使用）；2）该属内不同物种间系统发育关系不清楚；3）该属中重要栽培种类野生种群的遗传多样性尚未分析。这些都是制约我国木耳属进一步研发的科学问题。因此，本项目拟在前期研究工作的基础上，对我国木耳属种类进行系统研究，论述我国木耳属的种类多样性；并在此基础上应用多基因序列对木耳属进行系统发育分析，阐述我国木耳属不同种类间的亲缘关系；在大量分离野生黑木耳菌株的基础上，以ISSR和SRAP两种分子标记开展该种的遗传多样性分析。研究结果将对我国木耳属物种多样性和种间亲缘关系有一个全面认识；不同区域和同一区域野生黑木耳的遗传差异分析，将为黑木耳的遗传育种提供理论基础。

木耳属是高等担子菌中的一个重要类群，该属的很多种类具有重要的经济价值，黑木耳和毛木耳都是中国主要的栽培食用真菌。但该属真菌研究的一些重要基础问题还没有解决，主要表现在：1）对我国木耳属的种类缺乏系统研究，很多名称应用混乱；2）该属内不同物种间系统发育关系不清楚；3）该属中重要栽培种类野生种群的遗传多样性尚未分析。针对上述问题，本项目对我国乃至世界范围内的木耳属标本和菌株进行了广泛收集和采集，在充分研究这些材料的基础上，对木耳属在全球范围内的多样性和系统发育关系进行了系统研究，发现我国目前有16个木耳属种类，其中，我国栽培最广泛的黑木耳，过去被认为是欧洲木耳Auricularia auricula-judae，而实际是个未被发表的新种，并以黑木耳的拼音命名Auricularia heimuer，从而对中国栽培的木耳学名进行科学更正。论述了中国16种木耳的形态变化范围，明确了定种的界限，全面论述我国16种木耳的寄主、分布、生态习性及经济价值等。基于多基因片段（ITS、LSU、rpb2）对世界范围内木耳属的系统发育进行了研究，发现世界范围内共有木耳种类32种，构建了28种木耳的系统发育树，分析了28种木耳间的系统发育和亲缘关系；研究共发现木耳新种10个。在大量分离野生毛木耳和黑木耳菌株的基础上，采用相关序列扩增多态性（SRAP）分子标记对采自中国不同地理区域的24个毛木耳菌株进行了遗传多样性和亲缘关系的分析，并发现山西的菌株具有较高的遗传多样性。完成了野生黑木耳全基因组测序，并进行了编码基因的预测和基因功能的注释；发现基因RBP2适用于分析黑木耳的种内遗传差异。研究结果全面提升了对木耳属真菌在中国和世界范围内物种多样性的认识，阐述了木耳属主要种类的亲缘关系，发现了毛木耳高遗传多样性的分布区域及适合于黑木耳种内遗传差异分析的基因，为毛木耳和黑木耳的遗传育种提供了理论基础。