姚方杰 于 婭 方 明 王 鵬 魯麗鑫 張友民* 張偉彤 姚允武
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黑木耳菌種區(qū)別性鑒定的對(duì)峙培養(yǎng)法及其應(yīng)用
姚方杰1于 婭1方 明1王 鵬1魯麗鑫1張友民1*張偉彤1姚允武2
(1. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,吉林長(zhǎng)春 130118;2. 吉林省海外農(nóng)業(yè)投資開(kāi)發(fā)集團(tuán)有限公司,吉林長(zhǎng)春 130000)
著重介紹黑木耳菌種區(qū)別性(供檢菌種和對(duì)照菌種的不符合性)鑒定的對(duì)峙培養(yǎng)法及其術(shù)語(yǔ)、定義和原理,試劑、材料、儀器設(shè)備、樣品、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法,以及效果。
黑木耳;菌種;區(qū)別性;鑒定;對(duì)峙培養(yǎng)法
黑木耳()具有獨(dú)特生態(tài)、保健功能和極高比較效益(為水稻和玉米的10~15倍)。21世紀(jì)以來(lái),以創(chuàng)新的“全光間歇彌霧栽培模式”為產(chǎn)業(yè)化載體,使黑木耳實(shí)現(xiàn)了“北耳南擴(kuò)”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略[1],產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速上升為我國(guó)第二大類(lèi)食用菌。2014年我國(guó)年產(chǎn)黑木耳579萬(wàn)噸,占食用菌總產(chǎn)量的17.71%。伴隨著黑木耳產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,菌種使用量急劇增加,黑木耳菌種市場(chǎng)混亂,出現(xiàn)惡意侵權(quán)、同物異名、同名異物等現(xiàn)象,給引種、栽培和開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)諸多困難,導(dǎo)致產(chǎn)量低下,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,危及黑木耳產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2,3]。
科學(xué)的菌種鑒定是食用菌品種審定和生產(chǎn)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié),涉及知識(shí)面廣、技術(shù)性強(qiáng),受到國(guó)際上的高度重視。然而,我國(guó)從國(guó)家層面到各地方,尚未建立科學(xué)有效的黑木耳菌種鑒定方法。雖曾發(fā)布實(shí)施通用的食用菌菌種區(qū)別性及真實(shí)性鑒定方法,但經(jīng)本項(xiàng)目組及同行們的研究,發(fā)現(xiàn)其主要參數(shù)不符合黑木耳菌種特性。因此,作者所在團(tuán)隊(duì)根據(jù)對(duì)100余個(gè)黑木耳菌株的試驗(yàn)及查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,采用體細(xì)胞不親和性等方法,從細(xì)胞學(xué)水平、生化水平和DNA水平對(duì)黑木耳菌種進(jìn)行區(qū)別性鑒定,以期為《全國(guó)食用菌菌種管理辦法》的貫徹執(zhí)行,防止菌種混雜退化,充分發(fā)揮優(yōu)良菌種種性,以及保護(hù)菌種知識(shí)產(chǎn)權(quán)提供規(guī)范的方法與技術(shù)支持,推動(dòng)我國(guó)食用菌菌種可追溯制度的建立與實(shí)施,促進(jìn)黑木耳乃至所有食用菌產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
菌種區(qū)別性是指供檢菌種與對(duì)照菌種的不符合性,對(duì)峙培養(yǎng)法是檢測(cè)食用菌菌種區(qū)別性的科學(xué)實(shí)用方法。該方法引用食用菌菌種區(qū)別性鑒定-拮抗反應(yīng)(NY/T 1845)標(biāo)準(zhǔn),適用于黑木耳菌種區(qū)別性鑒定。
NY/T 1845界定的,以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文。為了便于使用,以下重復(fù)列出了NY/T 1845中的某些術(shù)語(yǔ)和定義。
(1)黑木耳()。木耳科,子實(shí)體膠質(zhì),朵型分為菊花型或簇生型,耳片黑色、褐色、灰色,子實(shí)層光滑或有褶皺。(2)菌種區(qū)別性(distinctness of spawn)。供檢菌種和對(duì)照菌種的不符合性[4]。(3)隆起型(ridgy)。對(duì)峙培養(yǎng)的黑木耳菌株間拮抗表現(xiàn)特征之一,表現(xiàn)為兩菌株菌落交界處菌絲隆起[4]。(4)溝壑型(chimb)。對(duì)峙培養(yǎng)的黑木耳菌株間拮抗表現(xiàn)特征之一,表現(xiàn)為兩菌株菌絲在交界處分別密集或稍微隆起,兩隆起之間出現(xiàn)一條溝壑狀分隔線(xiàn)。(5)色線(xiàn)型(color bar)。對(duì)峙培養(yǎng)的黑木耳菌株間拮抗表現(xiàn)特征之一,表現(xiàn)為兩菌株菌落交界處形成一條色素分界線(xiàn)。(6)隔離型(dividing line)。對(duì)峙培養(yǎng)的黑木耳菌株間拮抗表現(xiàn)特征之一,表現(xiàn)為兩菌株菌落交界處出現(xiàn)一條無(wú)菌絲的帶狀分隔區(qū)。
兩個(gè)不同的菌株對(duì)峙培養(yǎng)時(shí)發(fā)生拮抗反應(yīng),是黑木耳菌株識(shí)別異己保持群體遺傳多樣性的反映。它是由基因組內(nèi)異核體不親和位點(diǎn)控制的。當(dāng)不親和的兩個(gè)菌株對(duì)峙培養(yǎng)時(shí),在菌株交界處形成隆起、溝壑、色線(xiàn)或隔離,產(chǎn)生拮抗,防止遺傳上明顯不同的個(gè)體間菌絲融合,以保持個(gè)體遺傳上的獨(dú)立和穩(wěn)定。
培養(yǎng)基為馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA),其中馬鈴薯200 g(用浸出汁),葡萄糖20 g,瓊脂20 g,去離子水或相當(dāng)純度的水1000 mL,pH?值自然。生化恒溫培養(yǎng)箱:精度±0.1 ℃。分析天平:感量0.01 g。
供檢黑木耳菌株與對(duì)照菌株在相同條件下培養(yǎng),將固體菌種從試管斜面接種到直徑?90 mm的固體PDA平板上,25 ℃?避光培養(yǎng)?15天。
(1)接種組合與重復(fù)次數(shù)。黑木耳供檢菌株與對(duì)照菌株的拮抗反應(yīng)接種組合為?3?組,每組重復(fù)?3?次。第一組:供檢菌株與對(duì)照菌株對(duì)峙培養(yǎng);第二組:供檢菌株與供檢菌株對(duì)峙培養(yǎng);第三組:對(duì)照菌株與對(duì)照菌株對(duì)峙培養(yǎng)。
(2)接種操作。嚴(yán)格按無(wú)菌操作,用直徑?5 mm?打孔器分別打取活化后適齡的黑木耳供檢菌株與對(duì)照菌株菌落邊緣做接種塊。菌絲朝上,兩接種塊間隔?30 mm,置于平板中心位置。
(3)培養(yǎng)條件。在通風(fēng)、避光、溫度為?25 ℃?條件下培養(yǎng)至接種塊菌絲間接觸,約需?20?~25天。
(4)數(shù)據(jù)處理。在自然光下,觀察對(duì)峙培養(yǎng)的兩株菌落交界處菌絲,有隆起型、溝壑型、色線(xiàn)型、隔離型四者之一的拮抗反應(yīng),判定為不同菌株[5]。
我國(guó)是黑木耳生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),占世界產(chǎn)量的98%以上[6]。世界上其他國(guó)家沒(méi)對(duì)黑木耳此類(lèi)的專(zhuān)項(xiàng)研究,因此也就沒(méi)有相對(duì)有效的方法可以借鑒或者直接利用。國(guó)內(nèi)迄今也尚無(wú)黑木耳菌種區(qū)別性鑒定的相關(guān)方法的報(bào)道。
目前,對(duì)于黑木耳菌種的區(qū)別性鑒定主要采用對(duì)峙培養(yǎng)法、RAMP法和ITS PCR-RFLP法。其中,賈定洪于2010年采用ITSPCR-RFLP方法對(duì)5個(gè)野生木耳屬菌株進(jìn)行分析,通過(guò)6個(gè)限制性?xún)?nèi)切酶消化獲得了20條多態(tài)性DNA條帶,使用NTSYSpc2.1生物軟件對(duì)DNA條帶信息進(jìn)行分析,結(jié)果表明,ITSPCR-RFLP技術(shù)可為區(qū)別黑木耳和毛木耳菌株提供重要信息[7,8]。湯海峰利用RAMP法標(biāo)記鑒定在吉林省黑木耳生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的品種,對(duì)22個(gè)黑木耳品種比較分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)其中存在同種異名現(xiàn)象[9,10]。但是上述兩種方法操作起來(lái)相比對(duì)峙培養(yǎng)法要復(fù)雜,標(biāo)記過(guò)程會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力,并且對(duì)操作技術(shù)的要求很高,不適合普遍推廣。而采用對(duì)峙培養(yǎng)法進(jìn)行黑木耳區(qū)別性鑒定,操作方便、成本低,且鑒定結(jié)果易于觀察,更適合推廣使用。如陳影等和方明等在進(jìn)行木耳的新品種選育過(guò)程中運(yùn)用對(duì)峙培養(yǎng)法對(duì)黑木耳進(jìn)行區(qū)別性鑒定,通過(guò)觀察菌落交界處的拮抗反應(yīng)進(jìn)行前期試驗(yàn),從而簡(jiǎn)化了試驗(yàn)步驟[11, 12]。孫露在2010年研究黑木耳種質(zhì)資源多樣性時(shí)也采用對(duì)峙培養(yǎng)法對(duì)黑木耳菌種進(jìn)行區(qū)別性鑒定[13]。
[1] 姚方杰. “北耳南擴(kuò)”的喜與憂(yōu)[J]. 中國(guó)食用菌, 2012, 01: 61-62.
[2] 姚方杰, 張友民, 陳影. 我國(guó)黑木耳產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)[J]. 北方園藝, 2010 (18): 209-211.
[3] 姚方杰, 張友民, 王曉娥, 等. 黑木耳菌種質(zhì)量可追溯規(guī)范“表格式明白紙”[J]. 食藥用菌, 2012, 04: 202-203.
[4] 食用菌菌種區(qū)別性鑒定拮抗反應(yīng)[S]. NY/T 1845—2010.
[5] 陳影. 黑木耳栽培種質(zhì)資源多樣性的研究及核心種質(zhì)群的建立[D]. 長(zhǎng)春: 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué), 2010.
[6] 姚方杰, 張友民, 魯麗鑫, 等. 黑木耳遺傳育種研究進(jìn)展[J]. 菌物研究, 2015(03): 125-128, 122.
[7] 賈定洪, 鄭林用, 郭勇, 等. 5個(gè)野生木耳屬菌株的ITS PCR-RFLP分析[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010(02): 449-453.
[8] 廖德聰, 陳強(qiáng), 李登煜, 等. 四川省雅江松茸菌的分離與系統(tǒng)發(fā)育[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2005, 25(4): 791-794.
[9] 湯海峰. RAMP在黑木耳品種鑒定中的應(yīng)用研究[D]. 吉林: 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué), 2008.
[10] 尚海英, 鄭有良, 魏育明, 等. 應(yīng)用ISSR標(biāo)記研究黑麥屬植物遺傳多樣性[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2004 (03): 273-277.
[11] 陳影, 姚方杰, 張友民, 等. 黑木耳新品種選育研究[J]. 北方園藝, 2014 (08): 133-134.
[12] 方明, 姚方杰, 王曉娥, 等. 木耳新品種選育研究[J]. 菌物研究, 2012 (04): 263-265.
[13] 孫露. 木耳屬種質(zhì)資源多樣性研究簡(jiǎn)報(bào)[A]. 中國(guó)菌物學(xué)會(huì)、中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)食用菌分會(huì).第九屆全國(guó)食用菌學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集[C]. 中國(guó)菌物學(xué)會(huì)、中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)食用菌分會(huì), 2010: 2.
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2095-0934(2017)03-163-03
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)資金資助(CARS-24)
*通訊作者:張友民,男,教授,現(xiàn)從事植物學(xué)和植物生態(tài)研究工作。E-mail:zhangymf@yahoo.com.cn