高温胁迫下香菇菌丝生理响应研究以及耐高温香菇优良品种选育--宋爽

2020年08月13日 10:45　　浏览次数：1014

大家好，我是食用菌研究室的宋爽，今天和大家分享的内容是我近两年开展的高温胁迫下香菇菌丝生理响应研究以及耐高温香菇优良品种选育的工作。

香菇在我国已有800多年栽培历史，是我国栽培量最大的食用菌品种。香菇菌丝最适生长温度为24-27℃，子实体发育最适温度为8-20℃，在关键生长发育期如遭遇高温，会导致菌丝死亡、菌棒污染、畸形菇增多，是造成香菇减产的重要原因之一。作物的耐热性是一个复杂性状，在高温胁迫下，耐热性不同的品种细胞膜稳定性、ROS酶类活性、热激响应信号传导等生理指标会发生不同程度的变化。

为明确高温胁迫下香菇菌丝的生理响应，我们以我国常见的20个香菇栽培种质为材料，采用逆境生理指标结合田间试验来鉴定不同品种的耐热性，运用主成分和聚类分析方法综合评价，并与产量进行相关性分析，尽可能客观地反映种质的耐热性。随后我们利用高通量转录组测序技术，对耐高温香菇品种和热敏感香菇品种进行转录组测序，通过对差异表达基因的功能注释和代谢通路分析，探究高温胁迫后香菇菌丝生理响应。研究发现耐热菌株热胁迫后上调表达基因1840个，下调表达1856个；热敏感菌株上调表达基因2129个，下调表达2336个；2个菌株在热胁迫后差异表达基因涉及到490条代谢路径，其中新陈代谢通路和遗传信息处理通路数量最多，对共差异表达基因KEGG通路富集分析后可以看出，差异表达基因主要富集在泛酸盐和辅酶a的生物合成、糖酵解/糖异生、组氨酸代谢、氨酰生物合成等通路上，这为我们后续挖掘和利用耐热相关功能基因，改良香菇性状提供了基础。

进一步我们研究了香菇菌丝在高温胁迫前后的全基因组DNA甲基化变化，结果显示，耐热菌株和热敏感菌株在胁迫处理后甲基化水平都表现为上升，且在胁迫处理12h内就开始发生变化，检测到整体DNA甲基转移酶活性升高。鉴定到3个参与甲基化过程的DNA甲基转移酶基因MET1、Dnmt1和Dnmt2，3个基因在热胁迫后有不同的表达模式差异。利用DNA甲基转移酶抑制剂抑制DNA甲基转移酶活性后，菌株的耐高温能力表现下调趋势，添加DNA甲基化促进剂S-腺昔甲硫氨酸处理菌丝，其耐高温性能得到恢复，以上研究为表观遗传修饰在香菇逆境应答中的作用研究提供参考。

我国大部分地区香菇栽培季节是从秋季开始，延续到第二年的春季，因此在夏季高温季节，常出现3-4个月的市场供应淡季，在此期间香菇价格通常是其他月份的2-3倍。高温季节香菇栽培主要集中在东北、河北、内蒙古、山西等省份气候冷凉地区，但由于全球变暖，高温胁迫已经影响到许多地区的香菇夏季生产，因此亟需开展耐高温香菇菌株的杂交选育。我们以香菇扣香和高温8号为亲本，利用单孢杂交技术选育出了杂交子高16×扣46，其四潮菇单袋产量达到543.47 g，极显著高于2个亲本菌株，比香菇扣香的产量提高25.48%，比香菇高温8号提高28.47%；该杂交体出菇整齐，一致性高，形态圆整，子实体单朵重30.17 g，子实体发育最适温度为15-28℃，在30-34℃高温环境下能够正常生长，高温季节出菇后子实体碳水化合物和必需氨基酸含量均高于亲本菌株。

今天和大家分享的内容到此结束，感谢大家的收听。

来源：植环所广播站