桦剥管菌SRAP分子标记反应体系优化与遗传多样性分析

作者:彭木;王秋玉;闫绍鹏 刊名:中南林业科技大学学报 上传者:肖智仁

【摘要】桦剥管菌Piptoporus betulinus作为一种褐腐真菌,是白桦木材的专性腐朽菌,在工业污染物降解和医药领域中起着重要作用.以桦剥管菌为材料,在SRAP-PCR体系优化的基础上,对来自东北主要林区(带岭、塔河、帽儿山以及敦化)不同种群的桦剥管菌进行遗传多样性分析,为桦剥管菌多态性鉴定以及进一步利用提供理论依据.结果表明:用单因素法及均匀设计法优化后的SRAP-PCR体系为10×Buffer 2.0 μL、Primer 各8 μmol/L、dNTP 16 mmol/L、Taq polymerase 2.5 U、DNA 12 ng、Mg2+45 mmol/L,总体积20 μL;利用优化的反应体系筛选出15对引物,并扩增出239条清晰的条带,其中237条为多态性条带,多态性比率为99.16%;采用POPGENE软件分析,4个种群的平均有效等位基因平均数、平均Nei's多样性指数、平均Shannon多样性指数分别为1.4995、0.3030、0.4655;系统聚类结果显示,15个菌株分成了两个类群,这一结果表明来自同一地点菌株的遗传背景较为相似,揭示了桦剥管菌菌株间遗传特性与地理分布间的相互关系.

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木材腐朽菌是森林生态系统中森林微生物的重要组成部分,这类菌广泛地生长在各种树木的活立木、枯立木、倒木、伐桩、原木、枕木、板材及许多建筑用材上,因能引起木材腐朽而降低了木材的实用价值[1]。桦剥管菌Piptoporus betulinus又称桦孔菌、桦滴孔菌,是桦木属树木专性木腐菌,造成木材褐色腐朽,在桦树天然林中较为常见。此外,该真菌在民间医药中被当作一种常见的抗寄生虫和抗菌剂,用于伤口和直肠癌等疾病的治疗,是一种非常有前途的医药资源。近年来,褐腐菌因其强大的降解纤维素能力和独特的降解方式而备受关注,已成为国际上研究的热点。利用其对木质纤维素进行生物预处理,能高效地生产乙醇燃料,同时能作为生物催化剂、发酵碳源等用途,具有广阔的应用前景。目前,有关褐腐菌的报道主要集中在降解木质纤维素、生物质能转换、木材相关降解酶的分泌与木材降解机制等方面的研究。Deswal等[2]研究证明经过预处理的褐腐菌在降解木材水平上比使用纤维素酶处理效果强3倍。Fissore等[3]在木质素预处理过的新西兰辐射松中接种密粘褶菌,结果检测到高达70%的葡萄糖含量。Hastrup等[4]对4种不同的褐腐菌在降解过程中的草酸积累量进行了定量测定,结果发现草酸的含量与木材降解过程中质量减少有关。相关序列扩增多态性(Sequence-related AmplifiedPolymorphism,SRAP)于2001年由Li和Quiros[5]首次提出,是一种以全基因组为靶标,检测开放阅读框及其上游启动子或内含子之间序列多态性的一种分子标记技术。SRAP被认为具有简单高效、重复性好、稳定性高、引物通用性好等特点,且通过正反向引物随机搭配组合,提高了引物的使用效率,也降低了实验成本,因而被广泛地应用于遗传多样性、物种鉴定、遗传连锁图谱构建以及杂种优势预测等方面的研究中[6-8]。Sun等[9]运用SRAP对31个在形态学上具有代表性的灵芝和一些至今没有归类的灵芝菌株进行遗传多样性分析,结果揭示了不同采集地的灵芝菌株遗传多样性与其地理环境之间的相关性。由于毛木耳真菌种质指纹图谱的鉴定还不够完善,Yu等[10]利用ISSR和SRAP技术对19个毛木耳真菌进行了遗传多样性的测定,结果表明SRAP标记相对ISSR具有更加高效性和可取性。Yin等[11]采用SRAP、RAPD和ISSR技术分析了15个不同采集地的凤尾菇菌株,结果表明3种标记对菌株的分类基本上一致。目前,对于不同采集地桦剥管菌的遗传多样性研究还未见报道。因此,本研究以采自中国东北主要林区——塔河、带岭、帽儿山和敦化4个地点的桦剥管菌菌株为研究材料,利用SRAP技术对其种群遗传多样性进行分析和评价,为桦剥管菌新品种的选育和鉴定以及进一步利用提供理论依据。1材料与方法1.1试验材料供试验材料采自4个不同的地点,包括带岭(小兴安岭)、塔河(大兴安岭)、帽儿山(张广才岭)和敦化(长白山)(见表1)。表1桦剥管菌采集地信息Table 1 The information of sampling site of P.betulinus采集地点菌株个数地理位置植被覆盖种类样品编号带岭(小兴安岭)5 N47°01′E129°0′红松、云冷杉、水曲柳、白桦等带2-1、带2-2、带2-3、带5、带6塔河(大兴安岭)3 N52°19′E124°42′樟子松、落叶松、白桦等塔3、塔4、塔5帽儿山(张广才岭)5 N47°43′E128°54′樟子松、银中杨、白桦等帽4、帽5-1、帽5-2、帽6-4、帽7敦化(长白山)2 N42°06′E128°04′红松、落叶松

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