摘要
白灵菇,学名白灵侧耳(Pleurotus tuoliensis),是新疆特色珍稀食药用菌,在我国,其野生资源仅分布在新疆戈壁或山地阿魏滩上,生存环境恶劣。近几年由于人为和环境等影响,其自然发生数量急剧下降,发生区域逐渐减少,保育形势十分严峻。目前新疆已有20年未见新品种上市,优良品种的缺乏已成为制约产业发展的“卡脖子”问题,其中现有品种原基爆发和徒长是影响产量和效益的重要因素之一,野生种质资源是育种必不可少的材料来源。本研究基于对白灵菇野生种质资源的遗传多样性评价,通过原基发生等相关农艺性状的鉴定及全基因关联分析,关联到一批可能与原基发生相关的候选基因。对于为白灵菇野生种质资源的保护、种质开发和优良品种选育提供了宝贵材料和理论基础。主要研究结果如下: 1. 阐明了新疆白灵菇野生资源的地理分布和发生规律。本研究通过系统采集和分析,共采集野生菌株504株,分析结果表明:(1)白灵菇野生资源主要分布于新疆北疆准噶尔盆地周围的7个区域,其中盆地南侧1个,位于石河子市,盆地西侧3个,分别位于托里县、裕民县和额敏县,盆地东北侧3个,分别位于福海县、富蕴县和青河县。(2)自然发生规律分析表明,白灵菇野生资源自然发生数量急剧下降,2017年以来降幅68.35%,其中石河子市降幅较大,为100%,保育形势十分严峻。 2. 阐明了新疆白灵菇野生种群的遗传多样性和遗传分化特征。本研究通过SSR分子标记分析,结果显示:(1)新疆白灵菇野生种群具有丰富遗传多样性,种群间差异较大,香农多样性指数指数I在1.12~1.447间,按照香农指数排序,遗传多样性从高到低分别为YM>EM>FY>TL>QH>FH>SHZ;(2)新疆白灵菇野生地理种群发生较明显遗传分化,遗传分化指数Fst范围在0.048~0.431之间;遗传变异主要发生在种群个体间;(3)所有白灵菇野生资源可以划分为3个遗传学群体,所有地理种群被较为清晰的分到不同遗传学群体中。 3. 明确了白灵菇野生种质原基发生相关性状的多样性及开发潜力。通过农艺性状评价,结果显示:原基发生率的遗传多样性系数为1.78,变异系数为31.70%,原基发生密度的遗传多样性为1.79,变异系数为48.74%,二者均有较高的遗传多样性变异类型丰富,在育种方面具有巨大潜力。 4. 关联到一批可能与原基发生相关的候选基因。通过全基因组关联分析,结果显示:(1)共定位到22个候选区域,关联到91个候选基因可能与原基发生率相关。对这些候选基因进行分类发现候选基因主要与氧化还原酶活性、单加氧酶活性功能、蛋白质磷酸化等功能及生物进程相关,与内质网膜和线粒体细胞组分相关。并与内质网中的蛋白质加工、半乳糖代谢等通路相关。(2)共定位到17个候选区域,关联到78个候选基因可能与原基发生密度相关,富集分析结果显示候选基因主要与氧化还原酶活性、囊泡膜运输等功能及生物进程相关,与膜和细胞质细胞组分相关。并与MAPK信号通路、Hippo信号通路、细胞周期等通路相关。