以灵芝和肺形侧耳为例分析食用菌线粒体基因组特点、功能应用及遗传模式

【作者】 叶丽云； 孟国良； 吴小平；

【机构】 福建农林大学生命科学学院；

【摘要】 线粒体是能量转化与ATP形成的重要场所,已有多种食用真菌的线粒体基因组(mtDNA)被相继组装注释。肺形侧耳mtDNA大小一般为68kb-75kb的环状结构,包含r RNA的大小亚基基因、cox1等常见蛋白编码基因以及不同数量的负责携带氨基酸的t RNA基因。灵芝mtDNA包含基因与肺形侧耳相似,但不同灵芝mtDNA大小差异大,一般为49.23 kb-68.37kb。内含子和基因间区上的大片段差异序列是造成线粒体多态性的主要因素。因其在有性繁殖过程中不产生重组且进化速率比核DNA快的特点,mtDNA可用于不同属、不同种之间以及同种不同菌株之间的鉴定。内含子、rnl-trnX、trnD-atp6序列可用于野生肺形侧耳种内鉴定,其中trnD-atp6效果最佳;cob、cox2可以快速地进行灵芝种间鉴定。此外,线粒体的不同可能影响菌落形态、菌丝生长速度及营养成分。在灵芝中,同核异质体菌株TY-W与TY-119菌落形态上有一定差异,TY-W菌丝生长速度为4.77mm/d,是TY-119菌丝生长速度4.50mm/d的1.06倍;TY-119菌丝、子实体阶段多糖含量分别为4.45mg/g、12.14mg/g是TY-W菌丝体多糖含量(3.23mg/g)的1.38倍、子实体多糖含量(10.24mg/g)的1.19倍;TY-W菌丝、子实体阶段的三萜含量分别为6.82mg/g、11.45mg/g是TY-119菌丝体三萜含量(9.26mg/g)的0.74倍,子实体三萜含量(9.10mg/g)的1.26倍。可见,线粒体差异影响灵芝菌落形态、菌丝生长速度及多糖、三萜的含量。肺形侧耳同核异质菌株、同质异核菌株的研究结果表明,在菌丝形态与生长速度上细胞核基因作用大于线粒体基因。细胞核基因、线粒体基因都能影响肺形侧耳氨基酸、蛋白质、营养、维生素C、多糖、铁等营养成分含量,说明肺形侧耳线粒体基因和细胞核基因能够相互影响,共同作用于生命活动。对肺形侧耳线粒体遗传结果显示mt DNA遗传模式为单亲遗传,子代线粒体来源与接种块的位置相关,这种遗传模式同样存在与灵芝线粒体中,这为真菌mt DNA遗传奠定了基础。更多还原