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秀珍菇主栽品种遗传差异及农艺性状比较

2024-01-04柯斌榕兰清秀卢政辉卢园萍林弘毅李亚茹

东南园艺 2023年4期

柯斌榕 兰清秀 卢政辉 卢园萍 林弘毅 李亚茹

摘要要:【目的】了解秀珍菇兩个主栽品种‘台秀和‘金秀的遗传及农艺性状差异,为后续秀珍菇新品种选育提供遗传背景及农艺性状参考。【方法】采用菌落形态对比、拮抗试验、交配型因子分析、SRAP分子标记等方法,并比较菌丝生长速度及出菇农艺性状,进行两个品种间的遗传差异分析。【结果】台秀与金秀具有不同的菌落形态,但拮抗试验未观察到明显的拮抗现象。两个品种的菌丝生长趋势相同,菌丝适宜生长温度为20~30℃,30℃时菌丝生长速度最快。交配型因子测定分析表明二者具有相同的交配型因子。筛选得到6对引物进行SRAP-PCR扩增可以得到差异性条带。相同出菇条件下,金秀子实体菌盖更加厚实、一潮单袋产量138.86 g,台秀子实体颜色更深、一潮单袋产量126.57 g。【结论】秀珍菇主栽品种台秀与金秀之间遗传差异较小,但有着不同的农艺性状表现,可作为秀珍菇新品种选育的优良亲本。

关键词:肺形侧耳;子实体;主栽品种;遗传差异

中图分类号:S646                     文献标识码:A                      文章编号:2095-5774(2023)04-0241-07

Comparison of Genetic Differences and Agronomic Traits between the Main Cultivars of Pleurotus pulmonarius

Ke Binrong,Lan Qinxiu,Lu Zhenghui*,Lu Yuanping,Lin Hongyi,Li Yaru

(Institute of Edible Fungi / National and Local Joint Engineering Research Center for Breeding & Cultivation of Featured

Edible Fungi,Fujian Academy of Agricultural Sciences,Fuzhou,Fujian 350013,China)

Abstract:【Objective】 Understand the genetic and agronomic trait differences between the two main cultivars of Pleurotus pulmonarius,‘Taixiu and ‘Jinxiu,to provide genetic background and agronomic traits references for further breeding of new varieties of Pleurotus pulmonarius. 【Method】 Genetic differences between the two cultivars were analyzed through colony morphology,antagonistic reaction test,mating type analysis,SRAP molecular markers,and their agronomic traits were compared through growth rate of mycelium and the results of fruiting experiment. 【Result】 ‘Taixiu and ‘Jinxiu have different colony morphology,but no significant antagonistic reactions were observed. The growth trend of the two varieties of mycelium were the same,and the suitable temperature for mycelium growth was between 20℃ and 30 ℃,with the fastest mycelium growth rate at 30 ℃. The analysis of mating type indicates that they had the same mating type. Six pairs of primers were screened for SRAP-PCR amplification to obtain differential bands. Fruiting experiment showed that under the same mushroom production conditions,the cap of ‘Jinxiu fruit body was thicker,yield per bag at the first crop reached 138.86 g. The color of ‘Taixiu fruit body was darker,yield per bag at the first crop reached 126.57 g. 【Conclusion】 The genetic differences between the main cultivars of Pleurotus pulmonarius,‘Taixiu and ‘Jinxiu,are relatively small,but their different agronomic traits were different. They can be used as excellent parents for the breeding of new varieties of Pleurotus pulmonarius.

Key words:Pleurotus pulmonarius;Fruiting body;Main cultivars;Genetic differences

秀珍菇又名袖珍菇、迷你蚝菇等,其学名为肺形侧耳(Pleurotus pulmonarius(Fr.) Quél),隶属于侧耳科、侧耳属[1]。秀珍菇栽培起源于台湾地区,20世纪90年代台湾菇农通过将凤尾菇采收期提前,从而获得商品性更好的子实体,并以秀珍菇作为商品名进行推广销售。20世纪90年代末,秀珍菇栽培技术由台湾引进,并在福建、浙江、上海等地开始规模化栽培,栽培产量逐年提升[2]。据中国食用菌协会统计,2021年秀珍菇产量达到了59.23万t,较2020年提升21.69%。目前传统季节性栽培秀珍菇品种主要是由台湾引进的‘台秀,其子实体形态优美,风味独特,深受市场青睐,是多年来秀珍菇市场的主导品种;近些年随着秀珍菇工厂化栽培不断发展,规模持续扩大,更适于工厂化栽培的秀珍菇品种‘金秀也得到快速推广与应用[3];这两个品种虽然均引进于台湾,但二者间遗传关系如何尚不明确。

由于秀珍菇间存在大量异种同名和同名异种现象,因此进行品种鉴定和亲缘关系分析对保障生产与科学研究具有十分重要的意义。拮抗试验、交配型因子分析、菌落及子实体形态差异、分子标记等方法均能用于食用菌品种间的鉴定和遗传差异分析。由于不同品种间菌丝会产生不亲和现象,因此菌丝间拮抗试验常用于食用菌品种间亲缘关系的初步判定[4]。亲和配对则是通过亲本间单核菌株的亲和配对与否,来确定不同菌株间的交配型因子是否存在差异,常通过交配型因子分析来确定。不同品种间如果存在不同的交配型因子,则通常具有不同的遗传背景,而交配型因子相同,则有可能具有相同的亲本,或近似的遗传背景。如刘新锐等利用亲和配对开展了我国肺形侧耳栽培菌株交配型分析,只检测到了4种A交配型因子和3种B交配型因子,表明我国栽培的肺形侧耳种质资源相对较少[5]。随着分子生物学技术的快速发展,采用分子标记技术进行物种间的遗传差异分析成为一种切实可行的手段。相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记,在食用菌的菌株鉴定、遗传差异分析方面应用较多,如采用SRAP分子标记进行香菇、灰树花、平菇等菌株的遗传差异分析,均取得了良好的效果[6-8]。本研究以引自台湾的两个秀珍菇主栽品种台秀和金秀为供试菌株,从拮抗试验,交配型因子分析以及SRAP标记进行遗传差异分析,同时进行农艺性状比较,包括两个品种间的菌落形态、菌丝生长速度、出菇情况及子实体形态,以期对两个秀珍菇主栽品种的遗传差异和农艺性状作一个较全面的了解,为后续更好的利用这些品种进行秀珍菇工厂化专用品种选育、现有栽培品种改良,提供遗传背景及农艺性状参考。

1  材料与方法

1.1  供试菌株

供试主栽品种台秀(ITS序列登录号:OP919474)来源于福建省罗源创鲜农业科技有限公司,主栽品种金秀(ITS序列登录号:OQ103423)来源于龙海市明毅果蔬专业合作社,其原始来源均为台湾引进。交配型测定的标准菌株由主栽品种通过担孢子萌发获得,台秀交配型标准测试菌株为:57-1,57-16,57-27,57-3,金秀交配型标准测试菌株为:J-3,J-24,J-11,J-10。 上述菌株均保藏于福建省农业科学院食用菌研究所福建省食用菌种质资源库。

1.2 培养基与栽培料

PDA培養基:马铃薯200 g,葡萄糖20 g,水1 L,pH自然,用于母种扩繁与平板菌丝培养。栽培料配方:木屑60%,棉籽壳20%,麸皮18%,轻质碳酸钙1%,石膏1%,含水量 63%。

1.3 试验方法

1.3.1 菌落形态与生长速度比较

将不同的菌株在试管斜面中活化,然后接种到含有20 mL固体PDA培养基的90 mm 平板中,25 ℃避光培养至长满后,转接到90 mm平板中,每个菌株做5个重复,分别设置温度梯度为10、15、20、25、30、35℃进行避光培养。当菌丝长至1 cm左右时划起始线,当生长最快的平板快长满时取出划终止线,测量其生长速度。将长满菌丝的平板进行拍照,便于菌落形态观察。

1.3.2 拮抗试验

将供试菌株活化后,在含有20 mL固体PDA培养基的90 mm平板上进行对峙接种,菌丝块间隔1 cm,25 ℃避光培养10 d,观察交接处菌丝形态,通过是否有菌丝隆起、有无色素形成以及有无沟带等拮抗现象,从而判定有无拮抗。

1.3.3 交配型因子分析

将台秀与金秀的四种标准交配型测试菌株进行两两配对,待测试菌株菌丝前端接触生长后,挑取交接处菌丝块进行锁状联合观察,来判断是否能够亲和配对。由亲和配对结果,进行两个菌株间的交配型因子分析。

1.3.4  SRAP标记分析

选用的引物编号及其序列见表1,PCR反应体系及反应条件参照文献[9]。PCR反应体系:PCR Mix 12.5 μL,DNA模板1 μL,正向引物和反向引物各1 μL,无菌水9.5 μL。PCR反应程序为:94℃预变性5 min,94℃变性1 min,35℃退火

1 min,72℃延伸1 min,扩增5个循环,随后94℃变性1 min,50℃退火1 min,72℃延伸1 min,扩增35个循环,最后72℃延伸10 min。PCR产物经2.0%的琼脂糖凝胶电泳,染色后用凝胶成像系统保存并记录观察结果。

1.3.5 出菇试验

按栽培料配方进行秀珍菇菌包制备,每个品种接种36个栽培包。菌包规格为17 cm×33 cm,每包干料重为450 g,含水量控制为63%。接种后将菌包置于培养室中25℃避光培养,当菌丝满袋后继续后熟培养30 d。采用常规打冷刺激的方法进行秀珍菇出菇管理,观察两个主栽品种间出菇差异,并记录产量与子实体农艺性状[10]。

1.3.6 数据统计分析

采用DPS v7.05对不同秀珍菇品种的菌丝生长速度、出菇产量及子实体农艺性状等数据进行统计与方差分析。

2  结果与分析

2.1 菌丝形态比较及拮抗试验

对两个秀珍菇品种的菌落形态进行比较,由图1可见2个菌株的菌落形状均比较圆整,菌丝洁白粗壮。台秀菌落形态整体比较均匀,气生菌丝细密。金秀菌落形态同台秀有较明显区别,靠近接种块中间的菌丝比较浓密,而边缘菌丝则相对稀疏。台秀与金秀两个品种间的拮抗试验,仅呈现较弱的白色拮抗线,没有出现拮抗试验中常见的色素和明显的拮抗线隆起等现象,由此可见两个菌株间的亲缘关系可能比较接近,拮抗反应比较微弱。

2.2 不同温度下菌丝生长速度比较

秀珍菇菌丝生长温度范围较广,由图2可见在供试温度10~30℃条件下,两个品种的菌丝生长具有相同趋势,即20~30℃较适宜菌丝生长,菌丝的生长速度较快,30℃时菌丝生长速度最快;当培养温度高于35℃或低于15℃时,菌丝生长速度显著降低。在35℃条件下台秀菌丝相较于金秀菌丝生长速度更快一些,表明台秀可能具有更强的耐高温能力。

2.3 交配型因子分析

秀珍菇为四级性异宗结合菌类,其交配型组成一般由A、B两对交配型因子控制,当两个标准测试单核菌株具有不同的交配型时,两个菌株间就能够亲和配对,可以观察到锁状联合结构[11]。由表2可见,金秀与台秀的标准测试菌株进行两两配对时,16个配对组合中有4个组合能够观察到锁状联合,亲和配对占比为25%。同时能够亲和配对的组合均由不同的单核测试菌株组成。因此我们可以推测,两个主栽秀珍菇品种台秀和金秀具有相同的交配型因子,进而表明二者可能具有相同或较为接近的遗传背景。

2.4 SRAP标记分析

随机选取了50对SRAP引物对两个菌株进行SRAP-PCR扩增分析,有34对引物扩增效果较好,能够扩增出清晰稳定的条带。其中有6对引物(me1-em6、me6-em6、me6-em16、me8-em7、me9-em4、me9-em12)进行SRAP-PCR扩增,可以得到较明显的差异条带如图3所示,占总扩增引物数量的12%。由此可见虽然采用SRAP-PCR可以将台秀与金秀进行区分,但其中大部分引物扩增得到的条带表现一致,差异性很小,表明台秀与金秀可能具有较小的遗传差异性。

2.5 子实体农艺性状比较

图4显示出两个品种的出菇表现及子实体形态,在相同出菇条件下台秀和金秀均能够正常出菇。同台秀相比,金秀更容易受到刺激而形成原基,出菇整齐度较好,也更有利于工厂化出菇管理。两个品种子实体生长多为单生,子实体菌柄侧生,菌盖呈扇形或贝壳形,表面光滑没有鳞片。二者的子实体形态存在较明显差异,与金秀相比,同等条件下台秀的子实体菌盖颜色更深呈灰黑色、颜色分布均匀且不容易开裂,菌柄上下粗细均匀,但整体紧实度不如金秀。金秀子实体的菌柄常出现上下粗细不一致的情况,在菌盖交接处呈明显膨大,菌柄菌盖连接处菌肉组织更加厚实。

由表3可见金秀的一潮菇单袋产量达到

138.86 g,显著高于台秀(126.57 g)。在同样栽培条件下,两个子实体在菌柄长、菌盖大小及单朵重量方面表现接近,平均单朵重量均在6 g左右;相较于台秀,金秀子实体的菌柄更粗、菌盖也更加厚实;因此当菌包商品菇个数相同时,金秀具有更高的单袋产量。

3 结论与讨论

从20世纪90年开始,秀珍菇栽培主要以台湾引进品种台秀为主,但在使用过程中由于菌种管理欠规范,通过组织分离、菌株交流等自行命名现象屡见不鲜。造成了各地使用的栽培品种名称各异,通过分子标记进行遗传差异分析也表明栽培的秀珍菇菌种存在大量的同种异名现象[12,13]。由于子实体形态受环境影响较大,因此单从形态差异很难对一些亲缘关系较近的品种进行区分,通过结合分子标记技术可以更好地进行判断[14]。近年来秀珍菇工厂化栽培发展十分迅速,传统的季节栽培品种台秀,因其出菇爆发力差,容易出现黄菇病等问题,不能很好地满足工厂化栽培的需要。当前工厂化主栽品种金秀,在出菇爆发力、一潮菇产量及整齐度等方面具有较明显的优势,但其也存在商品菇颜色较浅,菇盖容易开裂等问题[15]。对这两个品种进行遗传差异分析,有助于更好了解两个品种的遗传背景,为后续开展品种选育,栽培条件优化提供参考。本研究以目前市场主栽的两个秀珍菇品种台秀和金秀为研究对象,结合菌落及子实体形态,拮抗试验,交配型因子分析以及SRAP分子标记等方法进行遗传差异比较分析。结果表明台秀与金秀在相同培养条件下子实体与菌落形态上存在较为明显的区别,但在不同栽培条件下,其子实体形态可能出现改变。因此不能通过菌落形态或子实体形态来判断二者间的亲缘关系。由于台秀与金秀间拮抗试验反应比较微弱,且二者拥有相同的交配型因子,因此初步推测二者间具有十分接近的遗传背景。虽然通过SRAP分子标记筛选到6对引物,可以将二者进行有效的区分,但综合拮抗试验及交配型综合判断,表明台秀与金秀是亲缘关系十分接近的两个秀珍菇品种。

明确秀珍菇栽培品种的遗传差异、出菇特性、子实体农艺性状等特性,可以根據不同的栽培模式和销售市场进行品种选择。由于台秀对不同温度的适应性更强,因此常规季节栽培选用台秀作为主栽品种仍是较好的选择。工厂化栽培则需要综合考虑出菇一致性、单潮出菇产量、黄菇病发生率、子实体商品性等因素,根据多年工厂化生产实践,多选用金秀作为栽培品种。虽然两个品种均引自台湾,且亲缘关系十分接近,但二者生产表现各有特点,均可作为品种选育的优良亲本。通过杂交育种利用亲本优良性状,选育适于工厂化专用品种,有助于秀珍菇工厂化栽培健康发展。

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(责任編辑:黄雄峰)