1、Research paper 研究论文 22 January 2023,42(1):187-195 菌物学报 Mycosystema ISSN1672-6472 CN11-5180/Q Doi:10.13346/j.mycosystema.220441 资助项目：沪农科产字(2022)第 9 号 This work was supported by the Agriculture Research System of Shanghai,China(202209).*Corresponding author.E-mail: Received:2022-10-26;Accepted:2022-11
2、-10 Copyright 2023 Institute of Microbiology,CAS.All rights reserved.| Http:/journals- Tel:+86-10-64807521 菌物学报 187 鲍大鹏 上海市农业科学院食用菌研究所研究员，现兼任中国菌物学会常务理事和食用真菌专业委员会主任、中国农学会食用菌分会主任委员、中国食用菌协会副会长，以及菌物学报 食用菌学报副主编、菌物研究 食药用菌、Mycobiology编委。从事食用菌遗传育种的理论基础和技术创新研究，重点以斑玉蕈、刺芹侧耳、香菇等为材料开展种质资源库建设、杂交育种创新和农艺性状遗传机理探索。主编
3、、参编食用菌生产经营 中国香菇产业发展 食用菌遗传育种学。香菇原生质体单核化过程中细胞核相对优势等级的研究 姜珊1,2，明鹏辉3，杨瑞恒2，汪滢2，侯娣1,2，余梅3，鲍大鹏1,2*1 上海海洋大学食品学院，上海 201306 2 上海市农业科学院食用菌研究所，上海 201403 3 安徽农业大学生命科学学院，安徽 合肥 230036 摘 要：食用菌原生质体单核化过程中常常会出现偏分离现象，这个现象在香菇中研究较早，这是一个有趣又似乎是无序的现象，但是目前对偏分离的机制还缺少清晰的认识。为了细致深入研究原生质体单核化中的偏分离现象，本研究定义了强势核和弱势核概念。为了解不同强势核和弱势核的等级
4、地位变化，本研究选取了10个香菇强势核菌株和6个弱势核菌株作为供试菌株，通过强势核菌株间、弱势核菌株间、强势核菌株与弱势核菌株间3种单单杂交方式获得26个新的双核体菌株，再检测这些双核体菌株在原生质体单核化中偏分离情况。结果表明：26 株双核体都存在偏分离现象，并且强势核和弱势核的地位会发生逆转。研究结果暗示不同强势核和弱势核之间存在等级关系。本研究结果还表明同核异质体在偏分离现象中强势核和弱势核的表现是一致的。希望本研究能够为深入探索双核体细胞中两个细胞核的互作机制提供路径和借鉴。关键词：香菇；偏分离现象；强势核；弱势核；等级 引用本文 姜珊，明鹏辉，杨瑞恒，汪滢，侯娣，余梅，鲍大鹏，202
5、3.香菇原生质体单核化过程中细胞核相对优势等级的研究.菌物学报，42(1):187-195 Jiang S,Ming PH,Yang RH,Wang Y,Hou D,Yu M,Bao DP,2023.A study on relative dominance of the nuclei during protoplast monokaryotization of Lentinula edodes.Mycosystema,42(1):187-195 姜珊 等/香菇原生质体单核化过程中细胞核相对优势等级的研究 研究论文 菌物学报 188 A study on relative dominance
6、of the nuclei during protoplast monokaryotization of Lentinula edodes JIANG Shan1,2,MING Penghui3,YANG Ruiheng2,WANG Ying2,HOU Di1,2,YU Mei3,BAO Dapeng1,2*1 College of Food Science,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China 2 Institute of Edible Fungi,Shanghai Academy of Agricultural Sciences,S
7、hanghai 201403,China 3 School of Life Sciences,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,Anhui,China Abstract:The phenomenon of partial separation often appears in the process of protoplast monokaryotization of edible fungi,and has been studied firstly on Lentinula edodes.The phenomenon is interest
8、ing and seems disordered.However,the mechanism of the phenomenon of partial separation is still unclear.In order to study this phenomenon in detail,the concepts of dominant nucleus and recessive nucleus were defined.In order to understand the change of hierarchy of different nuclei,ten strains with
9、dominant nuclei and six strains with recessive nuclei of L.edodes were selected as the tested strains.Twenty-six new dikaryotic strains were obtained by three mom-mom crossings,namely,crossing between dominant nucleated strains,crossing between recessive nucleated strains,and crossing between domina
10、nt nucleated strains and recessive nucleated strains.The partial separation of these dikaryon strains during monokaryotization of protoplasts was detected.The results show that partial separation exists in 26 dikaryons,and the positions of dominant and recessive nuclei can be reversed,suggesting tha
11、t different hierarchical relationship exists between dominant and recessive nuclei.The results also show that the dominant and recessive nuclei of the isonuclear alloplasmic lines are consistent in the partial separation.The interaction mechanism between two nuclei in dikaryotic cell needs further e
12、xploration.Keywords:Lentinula edodes;partial separation phenomenon;dominant nucleus;recessive nucleus;hierarchy 香菇 Lentinula edodes(Berk.)Pegler 是我国最重要的食药用真菌(戴玉成和杨祝良 2008；戴玉成等 2010)，其产量和产值均处于首位。作为高等担子菌的香菇属于标准四极性异宗结合系统，双核体菌丝在香菇生活史中是主要的存在形式(鲍大鹏 2019)。双核体是两个单核体在质配后不立即发生核配而形成的一种菌丝细胞状态，双核体菌丝细胞中存在两个细胞核。在担
13、子菌中，这两个细胞核常常可以通过锁状联合的方式将两个细胞核均匀地传递给子细胞。由于没有发生核配，两个细胞核可以通过一些生理学过程回溯到单核体状态，这个现象称为单核化，能够实现单核化的过程主要包括形成无性孢子、菌丝顶端细胞切割、原生质体单核化等(鲍大鹏 2020)。双核体通过单核化回归到双核体质配之前的单核体亲本状态，这是担子菌类食用菌非常独特的生物学现象，在杂交育种中具有很大的应用价值。在实验室条件下，原生质体单核化技术是一种常用的获得单核体的技术手段(潘迎捷等 1993b,1994)。香菇在食用菌中较早建立原生质体单核化技术(潘迎捷等 1992)，对香菇原生质体单核化已经开展了较多的研究，主
14、要集中在制备条件、单核体杂交应用等方面(张长铠等 1994；谭琦等 1999；鲍大鹏等 2000)。香菇的Research paper 22 January 2023,42(1):187-195 Mycosystema ISSN1672-6472 CN11-5180/Q 菌物学报 189原生质体单核化过程中，会出现细胞核的偏分离现象(程水明 2005)，即双核体菌丝细胞中的两个细胞核，在原生质体单核化后再生出单核体菌落时，会有包含一种细胞核的单核体大量再生，而包含另外一个细胞核的单核体再生的概率很低。为了更加深入细致地研究香菇偏分离现象，本研究将大量再生的单核体中的细胞核定义为强势核，再生中出
15、现较少的单核体中的细胞核定义为弱势核。此定义中的强弱之分只表示含有这两个细胞核的单核体在原生质体单核化过程中的再生概率，与再生后的单核体的生长速度以及菌丝活力不一定存在关联性。原生质体单核化中偏分离现象在香菇、金针菇及斑玉蕈等多种食用菌中均有存在(程水明等 2005a,2005b；蚁瑞荣等 2008；潘越等 2014；马丽娟 2022)，此外偏分离现象在金针菇、滑菇形成无性孢子过程中也普遍存在，并观测到强势核和弱势核之间存在等级关系(Hui et al.1999；Kitamoto et al.2000)。总体来说，关于食用菌强势核和弱势核的研究目前还较少。对于一个双核体来说，会存在一对强势核和
16、弱势核；对于不同的双核体来说，就会存在多对强势核和弱势核。那么不同双核体中产生的优势核和弱势核之间，如果通过再配形成新的双核体，强势核和弱势核之间的地位会发生什么样的变化。本研究正是基于这种好奇心，将本实验室前期工作获得的强势核单核菌株、弱势核单核菌株进行两两杂交，获取其稳定遗传的双核菌丝体，然后再次原生质体单核化获得新的单核体，再通过与单核体亲本菌株杂交明确其核型，分析新的单核体菌株间强弱关系的变化情况，本研究可以丰富对香菇以及其他食用菌双核体菌丝细胞中细胞核的生存机制的认识。1 材料与方法材料与方法 1.1 材料 1.1.1 供试菌株 本研究中使用香菇强势核菌株 10 株和弱势核菌株 6 株，均由上海市农业科学院食用菌研究所提供，为前期研究中通过原生质体单核化技术从 12 株双核体中获得并确定了强势核和弱势核地位(表 1)。表 1 本研究中所使用的用于杂交亲本的强势核和弱势核单核体名称 Table 1 Dominant and recessive monokaryons used as hybrid parents 序号 Sequence 单核体名称 Monokaryons 细胞核