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云南省大型真菌资源丰富,具有重要经济价值,本论文选取了其中两种极具代表性的食用菌进行相关研究。一种是在云南野生菌市场上有很大交易量的青头菌。作为外生菌根菌,它还不能够被人工栽培,因此其自然群体面临着被过度采摘的威胁。同时,随着森林生态系统的破坏,一些适于青头菌生长的生境也会随之消失。通过本论文的研究,我们希望能够了解该物种的遗传多样性及群体遗传特征,为该物种的保护和可持续利用提供理论基础。我们选取的另外一个物种是暗褐网柄牛肝菌。它的特别之处在于,它是目前牛肝菌目中唯一一个担孢子、菌丝体在实验室条件下能够萌发、生长、交配,并能够实现温室栽培出菇的物种。对其基因组进行研究,探索该物种能够实现人工栽培的遗传学基础,为将来的遗传育种搭建基础平台,具有极高的基础科研及应用价值。基于基因组数据,对暗褐网柄牛肝菌自然环境下的遗传多样性、群体遗传特征开展研究,开发分子标记,对于未来的新品种开发,种质资源评价,栽培技术创新突破都有十分重要的意义。本研究取得的主要研究结果如下: 1.云南省青头菌群体遗传学研究 由云南省内13个地点共收集到210份青头菌样品,选取3个核基因,ITS、CHSI、RPB2,以及两个线粒体基因ATP6、COX3作为分子标记,对这些地理群体间的遗传多样性和群体遗传学进行研究,得到以下结果:(1)根据ITS序列的分析结果,云南省青头菌样品与来自GenBank中的Russula virescens距离最接近,但相似性仅达到94~97%,可认为来自云南的青头菌是属于R.virescens复合种中的一个隐存种。(2) ITS基因型分析以及其他4个基因片段的单倍型推算、FST值计算、Mantel检测以及AMOVA等分析结果显示,地理分隔并不能造成云南省青头菌各个地理群体间的分化,它们之间存在着频繁的基因流。(3)通过多基因位点间等位基因连锁情况的分析,揭示了来自云南的青头菌自然群体中普遍存在着有性繁殖的现象。(4)本研究中检测的青头菌线粒体基因与核基因在遗传分化程度上有显著的差异,核基因中的SNP数目及地理群体间的遗传分化程度都显著高于线粒体基因,并支持随机重组的零假设。 2.全基因组SSR扫描及其在西双版纳地区暗褐网柄牛肝菌群体遗传学研究中的应用 在已经获得暗褐网柄牛肝菌基因组数据的基础上,利用MISA软件,在其基因组中扫描得到2058个SSR。与其他相关物种的扫描结果比较发现,SSR在基因组中的数目和相对丰度与基因组大小没有相关性,在所有物种中出现频率最高的重复单元都是单核苷酸或三核苷酸重复单元。从这些SSR位点中随机挑选30个,经过初筛后,将15个用于来自两双版纳地区暗褐网柄牛肝菌5个地理群体,总共68个样品的群体遗传学研究。从ITS、SSR聚类结果上看,个体没有按照地理群体关系聚在一起,FST值、Mantel、PCA和AMOVA的检测结果也都显示地理群体间的遗传分化不明显,是存在着基因流的。根据哈迪-温伯格平衡检测,Multilocus中等位基因连锁平衡检测,以及进一步的FIS值检测结果,该群体是一个过度杂合的,非随机远交的群体,可能存在一定的自交抑制。在西双版纳热带花卉园群体的范围内考察多位点基因型及单倍型的分布,结果显示,担孢子传播的能力与范围都要高于双核菌丝的传播。 3.暗褐网柄牛肝菌基因组初步研宄 我们选取暗褐网柄牛肝菌单孢菌株PP33进行了基因组从头测序,并将其基因组与其他7个同属于担子菌的腐生菌、外生菌根菌的基因组进行比较。碳水化合物代谢酶系(CAZyme)注释的结果显示,有11个蛋白是3个腐生菌基因组中共有,而暗褐网柄牛肝菌和其他的外生菌根菌基因组中没有找到的。这11个蛋白都是与植物细胞壁成分降解相关的酶,它们的作用底物包括纤维素、木聚糖、果胶等等。对暗褐网柄牛肝菌的分泌蛋白进行预测后,共找到197条分泌蛋白序列,从Nr数据库Blast中对应序列的物种分布来看,大多物种属于腐生真菌。但有3条属于细胞壁结构上的疏水蛋白的序列,只在外生菌根菌中找到。这些结果说明暗褐网柄牛肝菌基因组中即能找到腐生菌也能找到共生菌的特点。