陳琴,邱家紅,王曉英,金錢榮*
(1.云南森林自然中心,云南 昆明 650224;2.三岔河鎮(zhèn)林業(yè)和草原服務(wù)中心,云南 大姚,675413;3.金碧鎮(zhèn)林業(yè)和草原服務(wù)中心,云南 大姚 675400)
蘑菇屬(Agaricus L.)也稱傘菌屬,隸屬于真菌界(Fungi)、擔(dān)子菌門(Basidiomycota),擔(dān)子菌綱(Basidiomycetes),傘菌目(Agaricales)蘑菇科(Agaricaceae)。蘑菇屬是一類廣泛分布于世界各地,營腐生生活的重要經(jīng)濟(jì)真菌。生長在森林、草原、田間、地頭、路邊、庭院等地。根據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)統(tǒng)計,近年來人們采集到和鑒定過的已知的蘑菇屬的種有200~250 種[1],但是,隨著研究的不斷深入,更多新的物種也將不斷被發(fā)現(xiàn)。多數(shù)蘑菇屬真菌具有食用、藥用或保健價值,開發(fā)價值較高,是理想的天然食品。本研究則是對泰國清邁蘑菇屬真菌進(jìn)行分子系統(tǒng)學(xué)初步研究,這將對該屬真菌的馴化、育種,增加食用菌的品種,蘑菇產(chǎn)品的開發(fā)具有重要意義。
1.1.1 供試材料
本研究以泰國清邁蘑菇屬標(biāo)本為主,供試標(biāo)本為干燥標(biāo)本,共計8份。標(biāo)本詳情見表1。
表1 蘑菇屬真菌標(biāo)本來源表
1.1.2 方法來源
DNA提取試劑盒、PCR擴(kuò)增所用混合液、rDNA ITS分析物、BM2000 DNA Marker,DM0101(Biomed)。
用具及儀器:A4繪圖紙、鉛筆、橡皮、小刀、培養(yǎng)皿、鑷子、刀片、載玻片、蓋玻片、電子顯微鏡、高壓滅菌鍋(YXQ-LS-50-SII)、無菌操作臺(AIR TECH)、酒精燈、打火機(jī)、移液槍(含槍頭)、PCR 擴(kuò)增儀(My-CyclerTMthermal cycler,BIO-RAD)、瓊脂糖凝膠電泳儀(DYY-Ⅲ-6B)、紫外成像儀、臺式離心機(jī)(eppendorf,Centrifuge 5 417R)、小型離心機(jī)、臺式恒溫振蕩 器(AUTO SCIENCE,SWB-2 000 Horizontal Shaking Bath)、制冰機(jī)(SIM-F140,SANYO)。
試劑:75 %酒精、95 %酒精、5 %KOH、無水乙醇、TAE、去離子水、蒸餾水、瓊脂糖凝膠等試劑。
1.3.1 DNA的提取
PCR 擴(kuò)增→PCR 反應(yīng)體系→PCR 反應(yīng)程序→PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物的瓊脂糖凝膠電泳檢測→ITS 序列測定。
1.3.2 ITS序列的系統(tǒng)發(fā)育分析
1.3.2.1 序列的訂正
首先在BioEdit 軟件中通過Graph對每條ITS序列的測定結(jié)果進(jìn)行復(fù)檢:分別將每個標(biāo)本菌株的ITS4和ITS5測定的序列進(jìn)行復(fù)檢,經(jīng)過人工校正排除程序誤讀,最后將ITS4 和ITS5 序列拼接為一條ITS序列。
此外,通過美國國立生物技術(shù)信息中心(National Center of Biotechnology Information,簡稱NCBI)的網(wǎng)站對所有序列進(jìn)行Blast,檢查是否所有序列都屬于蘑菇屬真菌,以防測得的序列為非目的屬序列。
1.3.2.2 系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建
從GenBank 上下載參考菌株的DNA 序列作為標(biāo)準(zhǔn)序列以及本研究得到的標(biāo)本序列構(gòu)成數(shù)據(jù)庫,在BioEdit 軟件中通過ClustalX 程序進(jìn)行初步校對(Alignment)和序列長度處理。利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫T-COFFEE 進(jìn)行數(shù)據(jù)的比對,之后再人工進(jìn)行調(diào)整校對。用ClustalX進(jìn)行相關(guān)格式轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)發(fā)育分析中,運(yùn)用PAUP4.0(Phylogenetic Analysis Using Parsimony4.0)中的最大似然法(ML)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,同時進(jìn)行1 000次bootstrap自舉法進(jìn)行檢測,得到系統(tǒng)發(fā)育樹。
本研究成功提取到25份標(biāo)本的DNA。
提出DNA的25份標(biāo)本中有18份能夠完成PCR擴(kuò)增,電泳條帶較為明亮,另外7 份樣品(zrl-131、zrl-132、zrl-134、zrl-144、zrl-185、zrl-245、zrl-247)經(jīng)重復(fù)后電泳效果仍不理想,無法測序。
本實(shí)驗(yàn)送檢測序樣品共計18 個,通過設(shè)計的引物,有8個樣品(zrl-188、zrl-193、zrl-219、zrl-221、zrl-229、zrl-235、zrl-273、zrl-276)ITS為“-”,無正常的序列,有2 個樣品(zrl-189、zrl-218)測序出現(xiàn)大面積套峰,無法完全讀出。因此測序正常的序列共8 個,其中有一個樣品無序列號(zrl-4049),則正常的序列共7 個,ITS 全區(qū)段(ITS1-5.8 s rDNA-ITS2)序列長度在651~664 bp,其中5.8 s 序列是保守序列,基本沒有變化;ITS1 和ITS2 為內(nèi)含子序列,變化較大。首先,經(jīng)過NCBI 中的BLAST 程序?qū)λ行蛄羞M(jìn)行比對,發(fā)現(xiàn)全部7 個樣品全部屬于蘑菇屬真菌。最終將本實(shí)驗(yàn)測得的7 條序列與GenBank 下載的124 條蘑菇屬真菌及4條外類群真菌的ITS 序列構(gòu)成系統(tǒng)發(fā)育數(shù)據(jù)(詳見表2)。
表2 構(gòu)成數(shù)據(jù)庫的序列情況
續(xù) 表
續(xù) 表
利用網(wǎng)站http://www.phylogeny.fr/對全部135 條序列進(jìn)行分析,分子系統(tǒng)發(fā)育樹,結(jié)果如圖1。
由圖1 可以看出,標(biāo)本zrl-258 屬于Xanthodermatei 組;標(biāo) 本zrl-160 屬 于Sanguinolent 組;標(biāo)本zrl-133 屬于TRⅠ組;標(biāo)本zrl-265 屬于Arvense 組;有3 個標(biāo)本屬于Minores,分別是zrl-147、zrl-287、zrl-149,其中標(biāo)本zrl-147與zrl-287屬于同一個種,堿基位點(diǎn)完全相同。
圖1 系統(tǒng)發(fā)育樹
一是與ITS結(jié)合能夠較科學(xué)的解決蘑菇屬真菌分類鑒定的問題,避免單靠蘑菇屬真菌形態(tài)分類引起的分歧問題。
二是從分子實(shí)驗(yàn)結(jié)果與系統(tǒng)進(jìn)化樹的結(jié)果看,本次研究的25份標(biāo)本,有7份標(biāo)本具備了分子研究結(jié)果并參與到系統(tǒng)進(jìn)化樹的構(gòu)成對比結(jié)果當(dāng)中,分別屬于Xanthodermatei、Sanguinolent、TRⅠ、Arvense和Minores五個組,其中Arvense組的蘑菇均可食用,經(jīng)濟(jì)價值較高,由此可后期進(jìn)行該方面的引種及開發(fā)研究。
三是研究對分子數(shù)據(jù)解決Minores 組真菌的系統(tǒng)發(fā)育問題進(jìn)行了初探,為進(jìn)一步深入測定其他區(qū)段的序列以解決Minores 組真菌的系統(tǒng)發(fā)育問題打下了基礎(chǔ)。