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昆明植物所发表羊肚菌属真菌的交配系统、生殖方式和生活史研究特邀综述

文章来源:中国科学院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室  |  发布时间:2021-09-07  |  作者:杨祝良  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  自然界真菌资源极其丰富种类繁多、形态各异是重要的真核生物类群。与物种多样性相对应真菌呈现出高度可塑交配系统和复杂多变的生活史特点。有些物种有多种交配系统和生殖方式存在,而有的只有一种或两种。在不同的条件下,同种真菌会选择不同的交配系统和生殖方式。因此,真菌的交配系统是影响真菌物种进化基因组结构演化、子实体发育和环境适应能力的重要因素。真菌的生殖方式可简单的分为无性生殖有性生殖两大类,其中有性生殖是真菌遗传重组的重要驱动力。

  不同于动物的性别是由性染色体决定,真菌的性别是由交配型mating-typeMAT位点控制,在有性生殖过程中起决定性作用。交配型和交配型相关基因的研究是揭示真菌有性生殖机制的关键。在不同的真菌中分析交配型基因的结构、亲缘关系、功能和调控机制,对于揭示真菌有性生殖进化、染色体倍性变化、交配对象识别生殖类型转化、子实体发育、物种演化起源都具有重要的意义。对于具有重要经济和应用价值的真菌,开展其交配型基因、交配系统、生殖机制和生活史的研究,具有重要的科学理论意义和应用指导价值。 

  羊肚菌属Morchella真菌隶属于子囊菌门,是一类珍稀食药用真菌作为近年来国内外食用菌行业异军突起的一类真菌,羊肚菌的科学和经济价值日益倍增,国际上也备受关注随着羊肚菌栽培技术的发展和栽培面积的扩大,羊肚菌成为国内外食用菌研究的新热点。尽管有关羊肚菌的研究层见叠出,但是羊肚菌种植地依然时常出现不出菇或产量低的现象,其主要原因在于羊肚菌的生物学特征认知不足,有关羊肚菌的交配机制、生殖方式、子实体发育和生活史方面还存在很多悬而未决的问题,其栽培技术亟待完善 

  近日,中国科学院昆明植物研究所杨祝良研究员与重庆师范大学杜习慧副教授应邀在微生物学领域权威期刊Microbiology and Molecular Biology ReviewsMMBR以封面文章的形式发表题为Mating systems in true morels (Morchella)的综述,并作为MMBR期刊sex in fungi专辑的文章。该综述结合新获得的基因组测序数据,通过对177篇相关文献的深入分析,就羊肚菌的有性生殖类型和过程、交配型基因的结构和演化、交配系统、性别演化、无性生殖、以及交配型对无性生殖的影响等几个方面,羊肚菌属真菌交配系统、生殖方式和生活史研究的主要进展进行了总结,提出了存的主要问题及今后的研究方向。该综述不仅对优化羊肚菌栽培技术、实现稳产高产具有参考价值,而且有利于羊肚菌成为研究子囊菌交配系统、生殖方式个体发育的模式生物。 

  该项目得到了中国科学院先导B专项(XDB31000000)、中国科学院国际合作项目151853KYSB20170026)、重庆市自然科学基金(cstc2018jcyjA3693)、重庆市基础前沿探索项目(cstc2017jcyjAX0179)、中国科学院科技服务网络计划STS计划区域重点项目KFJ-STS-QYZD-171)等项目的资助。 

    文章链接

 

1 MMBR该期封面。 

 

2 羊肚菌属真菌系统发育关系及其对应的交配系统特征 

 

3 羊肚菌属Morchella importuna梯棱羊肚菌(黑色羊肚菌支系)和Morchella sp. Mes-20(黄色羊肚菌支系)交配型位点基因结构分析。 

 

4 羊肚菌属真菌成熟子实体的交配型基因分布示意图。 

 

5 羊肚菌属真菌无性生殖阶段(分生孢子梗、分生孢子、厚垣孢子)和子实体原基形成。 

 

6 羊肚菌属真菌生活史示意图。该属真菌生活史由有性生殖和无性生殖两个阶段组成,其中有性生殖阶段具有三种繁殖模式,分别为:异宗配合、假同宗配合和单性生殖。无性阶段产生两种无性孢子,分别为:分生孢子和厚垣孢子。 

(责任编辑:李雪)

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