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二十个黑木耳菌株的酯酶同工酶分析

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二十个黑木耳菌株的酯酶同工酶分析

北方园艺2018(05)149-153 Northern Horticulture食 用 菌第一作者简介刘国丽(1986-),女,硕士,助理研究员,现主要从事食用菌遗传育种等研究工作。E-mailliugl12@163.com.责任作者张敏(1972-),女,博士,研究员,现主要从事食用菌育种及栽培等研究工作。E-mailzhangmindun@163.com.基金项目辽宁省自然科学基金资助项目(20170540504);国家食用菌产业技术体系资助项目(CARS-20)。收稿日期2017-10-09doi10.11937/bfyy.20172658二十个黑木耳菌株的酯酶同工酶分析刘 国 丽,李红,吕 立 涛,张敏(辽宁省农业科学院 食用菌研究所,辽宁 沈阳110161)摘要以20个(M1~M20)黑木耳菌株为试材,采用拮抗试验和酯酶同工酶试验分析了其遗传多样性,以期为辽宁黑木耳的亲缘关系和遗传育种研究提供参考依据。结果表明试验共检出迁移率不同的谱带21条,20个菌株间的遗传相似系数变化范围在0.060~1.000。当遗传相异系数为0.50时,供试菌株被聚成3个类群,M1和M9自成一类,其余为第三类。说明绝大多数黑木耳菌株亲缘关系很近,且聚类分析结果与形态观察及拮抗试验结果基本一致。关键词黑木耳;拮抗试验;酯酶同工酶;聚类分析中图分类号S 646.603.6 文献标识码A 文章编号1001-0009(2018)05-0149-05黑木耳(Auricularia auricula)属担子菌门、层菌纲、木耳目、木耳科、木耳属。又名木耳、细木耳,是我国最先栽培的食用菌之一。黑木耳是我国著名的“山珍”之一,享有“黑色瑰宝”“素中之荤”之美誉,已经成为世界各国广大消费者的美味佳肴。目前市场上黑木耳菌种名目繁多,菌种管理相对滞后,乱引种、乱命名现象比较普遍,导致同名异种或同种异名现象比较严重,老化、退化和劣质菌种流入生产,不仅造成严重的经济损失,还给科研工作带来很多困难,严重影响着黑木耳产业的可持续发展[1]。同工酶指一类具有相同功能,但分别由不同等位基因或不同基因位点编码的蛋白质。由于不同的菌种中同工酶的基因位点不同,同工酶技术能够从本质上揭示菌株间的遗传差异,为杂交亲本的选择提供非常重要的参考依据。现已大量应AbstractTo breed a desirable local varietyof Pleurotus pulmonarius with various good agronomictraits such as high yield,good quality and high efficiency,12typical strains of P.pulmonariuscolected from different growingareas(includingLD1,GY18,GY16,GY163,HZ3,HZ5,HZ Xia,HZ845,MY Gray,MY White,SM,and XY Xiu-1),were investigated in this study,and their mycelialgrowth rate,stress resistance,mushroom-budding,biological efficiencyand fruit qualitywere examinedbycomparative trials.The results showed that the strain LD1was a potential good varietyin local areaas its mycelial growth vigor was good,and mycelial growth was the fastest(0.67cmd-1),contamination rate was lower(1%),biological efficiencywas higher(99.3%),and comprehensivecharacteristics of fruitingbodywere good.KeywordsPleurotus pulmonarius;strains comparison;mycelia growth;mushroom-budding;biologicalefficiency 用于诱变育种的融合子和杂交育种的菌株特性及种质鉴定方面,特别是在食用菌的研究中应用更为广泛[2-6]。该研究对20个黑木耳的主要栽培品种进行了拮抗试验和酯酶同工酶分析试验,旨在为黑木耳的优良品种选育、种性鉴定及菌种管理等工作提供参考依据。1 材料与方法1.1 试验材料供试黑木耳菌株共有20个,品种名及来源见表1。表1黑木耳供试品种Table 1 A.auricular strains for this study菌株编号Strain No.品种名Strain name来源Origin sourcesM1“长城1号” 吉林省珲春长城菌业科技开发有限公司M2“野生1号” 抚顺市清原县采集M3“木29” 黑龙江省微生物研究所M4“纯黑山” 辽宁三友农业生物科技有限公司M5“野生2号” 黑龙江省海林市山市镇胜利村采集M6“野生3号” 内蒙古呼伦贝尔市鄂伦春阿荣旗采集M7“黑优1” 黑龙江省亚布力忠正食用菌研究所M8“MR10” 辽宁三友农业生物科技有限公司M9“888” 大连全禾菌业有限公司M10“丰产7” 辽宁省农业科学院食用菌研究所M11“神8-7” 吉林省海澜生物技术有限公司M12“新科10” 江苏省江都天达食用菌研究所M13“铁1” 铁岭县白旗寨乡凡河源黑木耳种植专业合作社M14“春宝” 吉林省海澜生物技术有限公司M15“新科4” 江苏省江都天达食用菌研究所M16“海元” 吉林省海澜生物技术有限公司M17“黑威15” 抚顺大金禾食用菌有限公司M18“丰产王” 辽宁省农业科学院食用菌研究所M19“889” 大连全禾菌业有限公司M20“菊3” 江苏省江都天达食用菌研究所1.2 试验方法1.2.1 菌种活化挑取供试黑木耳菌丝1cm2左右接种至综合PDA培养基上进行活化,置于25℃黑暗条件下培养10d,将菌丝长势强的菌种用于拮抗试验。1.2.2 拮抗试验将所有菌株每3个为一组进行组合,每个菌种用直径0.5cm打孔器打取3个菌丝块,交叉循环,设置3个重复。每平皿接种3个菌株,按“品”字形排列。菌株间距3cm左右,置于25℃黑暗条件下培养7d,观察不同菌株间拮抗线形成是否存在及明显情况。1.2.3 酯酶同工酶鉴定将活化后的供试菌株转接到液体综合PDA培养基上,25℃、150rmin-1避光培养8~14d,过滤收集摇瓶中的菌丝体,并用无菌水冲洗干净,滤纸吸干水分,称取0.5g菌丝体放入研钵中,加入适量液氮充分研磨后,装入离心管中,加入等量研磨液,于4℃、10 000rmin-1离心20min。弃去沉淀取上清,置于2mL离心管中,低温保存备用。采用垂直平板不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳进行酯酶同工酶分析。将样品与40%蔗糖1∶1(V/V)混合后点样,加样量30~50μL,先低压电泳一段时间,待进入分离胶后再加大到所需电压,电泳在0~4℃冰箱中进行[5]。电泳完毕后,取出凝胶,进行染色和固定,4℃下保存。1.3 数据分析根据酯酶同工酶电泳结果,在凝胶上具有相同迁移率的位置上有条带的记为1,无条带的记为0。统计各菌株的同工酶条带信息,采用DPS7.05进行系统聚类分析,得到各菌株同工酶的差异系数矩阵表及聚类树状图,对各菌株进行遗传分析。2 结果与分析2.1 拮抗试验结果由表2可知,共检测拮抗组合数153个,其中M1与其它供试菌株均有明显的拮抗线(图1-1),说明M1与其它菌株亲缘关系较远,为独立菌株。M7与M20、M10与M9、M15、M20,M12与M20也均有明显的拮抗线。其它组合拮抗反应不明显(图1-2),说明亲缘关系较近或为同株异名。2.2 酯酶同工酶的多态性分析由图2可知,在相同的条件下,20个黑木耳菌株共有21条酯酶同工酶条带。Rf值在0.218~0.724(E1 0.218,E2 0.259,E3 0.282,E4 0.318,E5 0.329,E6 0.353,E7 0.388,E8 0.426,E90.459,E10 0.476,E11 0.503,E12 0.518,E130.535,E14 0.547,E15 0.559,E16 0.576,E170.612,E18 0.635,E19 0.676,E20 0.694,E210.724)。其中,E14、E16、E17为20个菌株共有051北方园艺3月(上)表2拮抗试验结果Table 2 Results of antagonistic test菌株编号Strain No.M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19M2 ++M3 ++M4 ++ +M5 ++ - +M6 ++ + + +M7 ++ + + + - +M8 ++ + + +M9 ++ + - + + + +M10 ++ - + + + + + ++M11 ++ + - + + + + - -M12 ++ + - + + - + - +M13 ++ - + + + + + - + -M14 ++ + - + + + + + - - +M15 ++ + + + + + - ++ + + + +M16 ++ + - + + + + + - + + - +M17 ++ - - + + + - + - - - - + +M18 ++ + - + + + + + - + - + - -M19 ++ - + + + - + - + -M20 ++ + + + ++ - ++ + ++ + + - + + +注++表示拮抗反应明显;+表示有拮抗反应,但是不明显;-无拮抗反应。Note++indicates that antagonism is obvious;+indicates antagonism is not obvious;-indicates there is no antagonism observed.注1.拮抗反应明显;2.拮抗反应不明显。箭头位置为拮抗线。Note1.Antagonism is obvious;2.Antagonism is not obvious.The arrow position show the antagonist line.图1拮抗试验Fig.1 Antagonistic test的3条基础性共有酶带。菌株M1谱带分布和其它菌株差异较大,共有2条特有谱带,分别为E4和E15;菌株M2有1条特有谱带E1;M15有1条特有谱带E9;M19有1条特有谱带E13,这些特有谱带可作为菌株与其它菌株鉴别的依据。M4和M11具有相同的酶带,M6与M16、M17谱带相同,说明它们具有极相近的亲缘关系,很有可能是同株异名。M9检测到的条带数最少,仅为4个。2.3 聚类分析由表3可知,20个菌株间的遗传相似系数变化范围在0.060~1.000。部分菌株(M4和M11、M10和M12、M6和M16、M6和M17、M16和M17)之间相似系数为1.00,显示它们亲缘关系很近,这些菌株很有可能为同物异名,需要从多个方面予以比较鉴别。从图3可以看出,当遗传相异系数为0.50时,供试菌株被聚类成3个类群M1和M9自成一类,第三类为M2、M3、M4、M5、151 第5期北方园艺图2供试菌株的同工酶酶谱Fig.2 Esterase isoenzyme zymogram of the 20strains表320个黑木耳菌株间的遗传相似性系数Table 3 Similarity coefficient of 20 A.auricular strains菌株编号Strain No.M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19M2 0.063M3 0.188 0.690M4 0.154 0.640 0.667M5 0.333 0.530 0.786 0.500M6 0.077 0.420 0.462 0.670 0.429M7 0.125 0.750 0.917 0.730 0.714 0.500M8 0.071 0.640 0.667 0.780 0.500 0.667 0.727M9 0.100 0.170 0.231 0.330 0.214 0.571 0.250 0.300M10 0.133 0.820 0.833 0.800 0.643 0.546 0.909 0.800 0.270M11 0.154 0.640 0.667 1.000 0.500 0.667 0.727 0.800 0.330 0.800M12 0.133 0.820 0.833 0.800 0.643 0.546 0.909 0.800 0.270 1.000 0.800M13 0.071 0.640 0.667 0.600 0.615 0.667 0.727 0.800 0.330 0.800 0.600 0.800M14 0.083 0.330 0.385 0.560 0.357 0.857 0.417 0.600 0.670 0.450 0.600 0.450 0.560M15 0.200 0.400 0.438 0.580 0.500 0.636 0.467 0.500 0.360 0.500 0.600 0.500 0.460 0.500M16 0.077 0.420 0.462 0.670 0.429 1.000 0.500 0.700 0.570 0.550 0.700 0.550 0.670 0.900 0.640M17 0.077 0.420 0.462 0.670 0.429 1.000 0.500 0.700 0.570 0.550 0.700 0.550 0.670 0.900 0.640 1.000M18 0.071 0.500 0.539 0.780 0.400 0.875 0.583 0.800 0.500 0.640 0.800 0.640 0.600 0.800 0.580 0.880 0.880M19 0.125 0.620 0.643 0.580 0.600 0.636 0.692 0.600 0.360 0.750 0.600 0.750 0.730 0.500 0.570 0.640 0.640 0.580M20 0.231 0.360 0.400 0.550 0.467 0.600 0.429 0.400 0.440 0.460 0.500 0.460 0.420 0.700 0.820 0.600 0.600 0.550 0.540M6、M7、M8、M10、M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19、M20。3 讨论与结论该研究对目前市场上20个黑木耳的主要栽培品种进行了拮抗试验和酯酶同工酶分析,得到20个黑木耳供试菌株的遗传相似系数和聚类分析树状图,初步鉴定了20个供试菌株之间的亲缘关系。结果表明,20个黑木耳菌株的酯酶多态性较高,种质资源较为丰富,部分菌株之间酶带相似性极高,可以初步判断这些菌株亲缘关系较近,很有可能是同株异名,例如M4和M11,M10和M12,M6和M16,M6和M17,M16和M17,虽然来自不同地区,亲缘关系却很近,这可能与目前我251北方园艺3月(上)图3黑木耳菌株聚类分析Fig.3 Cluster analysis of 20 A.auricular strainsbased on esterase isozyme国各地互相穿插引种、菌种管理混乱等有关,与唐利华等[2]的研究结论相似。该研究为辽宁省黑木耳优良菌种的选育以及菌种的管理工作提供参考依据。由于酯酶活性受外界因素的影响较大,酯酶同工酶试验的稳定性以及可重复性不高,还需采用RAPD和ISSR等分子标记技术对20个黑木耳供试菌株进一步分类鉴别。参考文献[1]马云桥,张介弛.黑龙江省黑木耳菌种生产现状及发展对策[J].北方园艺,2010(14)218-219.[2]唐利华,郭倩,王瑞娟,等.中国黑木耳主要栽培菌株酯酶同工酶的研究[J].食用菌学报,2007,14(4)37-40.[3]秦俊哲,谷珅睿,陈合.14个灵芝菌株的酯酶同工酶分析[J].微生物学通报,2005,32(4)20-24.[4]韦仕岩,王灿琴,覃晓娟,等.金福菇菌株的酯酶同工酶分析[J].基因组学与应用生物学,2014,33(5)1025-1030.[5]李红,肖千明,张敏.辽宁省黑木耳主栽品种的酯酶同工酶分析[J].湖北农业科学,2015(17)4211-4213.[6]边银丙,罗信昌,周启.木耳栽培菌株酯酶同工酶的酶谱多样性研究[J].菌物系统,2000,19(1)87-90.Esterase Isozyme Analysis of Twenty Strains of Auricularia auricularLIU Guoli,LI Hong,LYU Litao,ZHANG Min(Institute of Edible Fungi,Liaoning Academy of Agricultural Sciences,Shenyang,Liaoning 110161)AbstractThe antagonistic test and esterase isozyme were performed to analyze the genetic diversityof20cultivated strains(M1-M20)of Auricularia auricular.The result of esterase isozyme analysis wassimilar with the antagonistic test.The results of the studylaid references for the studyof kinshipandgenetic breeding of black fungus in Liaoning Province.The results showed that 21bands with differentRfvalue were detected.The genetic similarityamongthe 20strains varied from 0.060to 1.000.Cluster analysis at 50%similaritylevel showed that al strains could be clustered into 3groups,thefirst groupwas M1,the second groupwas M9,al the others belongs to group3.This indicates thatmost of the strains had closed relationship.KeywordsAuricularia auricular;antagonistic test;esterase isozyme;cluster analysis351 第5期北方园艺

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