美食之王——松露“性”基因的研究

刘伟 

对美食有过了解的人应该会听过世界三大美食之王的——松露，松露一种真菌，属于子囊菌门，与植物可以产生菌根关系，互利互惠，完成营养生殖。也因为菌根互做关系，导致目前的块菌基本上还全部靠野生获得，纯人工栽培极少，价格昂亏。

近些年，在中国云南片区也有块菌的发现报道，我们有幸收集到一些印度块菌标本，如下文图片：

块菌作为一种子囊菌门食用菌，因高贵地位，在欧洲国家得以全面研究，这里我们来共同学习一些关于块菌交配型的研究：

在真菌中不存在真正的性的概念，通常我们称之为交配型^_^。真菌的交配型基因在控制毒力、生存和性繁殖过程中扮演着极其重要的作用。该文章通过前期获得的基因组数据分析了块菌繁殖过程的基因，测序的块菌菌株（M28）只有杂交配对过程所需要的两个主要交配型基因中的一个，这个基因就是编码高移动簇转录因子基因（HMG MAT1-2-1），但该基因缺乏编码α-box-domain蛋白的基因（MAT-1-1-1），表明块菌是一种异宗结合真菌。

交配型基因是控制着真菌性繁殖和发育的主要位点。所有已知的异宗结合子囊真菌拥有两个可选性交配型MAT基因位点中的一个。在不同的菌株上，具有相对交配型的基因位于相同的染色体上，但具有不同的序列，其中一个基因编码α-box-domain（MAT1-1-1），另外一个编码高移动簇蛋白（MAT1-2-1），因为这些位点包含了不同的基因，因此他们不是等位基因，有人称之为二极性（idiomorphs 个人认为应该翻译为单倍型）。相反，在同宗结合子囊真菌的一个菌株中同时包含着转录因子、MAT1-1-1和MAT1-2-1，通常情况这些基因是连锁的，但也有例外情况，如构巢曲霉（Aspergillus nidulans）。

块菌子囊中含有1~6个子囊孢子，其中4个子囊孢子的最多。子囊孢子中的细胞核数量在4~8个之间，其中8个细胞核的子囊孢子最多。在一些单孢子囊的子囊孢子中观察到有15~16个细胞核存在的现象，在双孢子囊的子囊孢子中也观察到有13个细胞核存在于宇哥子囊孢子中的显现。

为了证明单个子囊孢子的同核异核情况，单孢全基因组扩增（也是单细胞基因组扩增技术）技术加以利用（单子囊孢子基因组DNA提取：用两个3×3mm的盖玻片在解剖镜下面将单子囊孢子压破，压破的子囊孢子连同盖玻片一同转移到干净的0.2mL离心管中，添加10uL 0.1%的 Tween 20和两倍体积的无菌水，室温放置10min后进行冻干处理。之后用1uL的无菌水进行重悬。全基因组扩增使用GenomiPhi V2 DNA Amplification Kit(GE-Healthcare, Milan, Italy)按照说明书进行扩增反应，扩增产物用TE缓冲液进行10倍稀释）。在不考虑单个子囊孢子是来自于双孢子囊、三孢子囊还是四孢子囊的情况下，每一个子囊孢子通常仅扩增得到一个交配型和SSR等位条带。四孢子囊中的扩增结果表明，两个交配型基因既有2:2的分离比也有3:1的分离比。这种现象表明，在经历减数分裂后，又经历了多次有丝分裂，每一个子囊孢子都是一个同核体。

图片来摘自 【1】

预知详细的研究，请参考：【1】Isolation and characterization of MAT genes inthe symbiotic ascomycete Tuber melanosporum New Phytologist (2011) 189: 710–722