食用菌分子生物学研究进展

春雨菌业

生命科学因现代分子生物学的不断发展而逐渐成为21世纪科技革命的主流．相对于动植物而言，食用菌分子生物学研究工作起步较晚，同时由于市场的狭小和缺少对食用菌研究的大量投资，导致食用菌分子生物学研究滞后．但鉴于食用菌生活周期短、基因组小、实验操作技术简便等特点，从而吸引了遗传育种学家注意力，这就是近年来食用菌遗传育种研究，特别是分子生物学方面发展较快的主要原因。　　由于食用菌具有特殊的香味，且具有低热量、低脂肪的营养特点和降血压、抗肿瘤及增强机体免疫力的功效，因此愈来愈受到广大消费者的喜爱．传统的遗传育种方法周期长、见效慢，现代分子生物技术为高产、优质、抗逆、强适应性菌株的筛选提供了一种更为高效快捷的物种改造方式，作者对食用菌分子生物学研究进展进行综述，希望能够供相关研究与应用参考。
　　1  食用菌转基因研究
　　最早报道的食用菌转化是Challen等利用聚乙二醇(PEG)法把外源DNA导入双孢蘑菇(Agaricus bisporusImbach)的原生质体中，获得转化子．随后一些学者又相继报道了几例食用菌如平菇(Pleuro- tusastreatus Quel．)、草菇(Volvariella volvacea Sing．)、杨树菇(Agrocybe aegerita Sing．)和香菇(Lentinus edodes)的遗传转化取得成功。
　　1．1　常用筛选标记
    目前食用菌常用的筛选标记主要有营养缺陷型标记、抗生素抗性标记和代谢物抗性标记3种类型。
　　1．1．1  营养缺陷型标记　该标记基因来自宿主本身，属于同源转化，易引导载体在染色体的同源部位整合和基因表达．目前已有营养缺陷型标记基因Ural(二氢乳清酸)、Pabl(p一氨基苯甲酸)、rr#(色氨酸)等基因成功应用于杨树菇、灰盖鬼伞(Coprinus cinereus s．F．Gray)、双孢蘑菇的遗传转化的报道．基于同源转化的高转化率和高安全性，营养缺陷型标记都是一种优良的选择标记，但食用菌营养缺陷型菌株不易获得，因而限制了这种筛选标记的应用。
　　1．1．2　抗生素筛选标记　在食用菌转化研究中使用过的抗性标记基因有潮霉素抗性基因(Hygr或Hpt)、腐草霉素抗性基因(Phlr)、博来霉素抗性基因(Bler)等．其中应用最多的是潮霉素抗性基因Hygr，现已经在平菇、香菇、双孢蘑菇中获得表达，并以在香菇的转化中效果较好。
　　1.1.3　代谢物抗性标记　r,p3的突变基因Trp3iar来源于灰盖鬼伞中分离出的5一FI抗性菌株，是第一个分离自担子菌的阳性标记基因，可以导致对代谢物5一氟基吲哚(5-fluoroindole，5一FI)的抗性；将Trp3iar 作为筛选标记用于平菇和草菇的转化，得到了5一FI抗性转化子．这个标记基因属于近同源基因转化，不易甲基化，易于表达，适于在食用菌遗传转化上应用。
    1．2　常用启动子
    目前在食用菌转化领域，对启动子的研究主要集中在强启动子和同源启动子方面，因为不同的启动子会影响食用菌转化效率和外源基因表达．目前常用的启动子主要有RAS基因启动子和GPD基因启动子。
     1．3  常用方法
    食用菌遗传转化方法多借鉴成功的动物、植物、微生物转化方法，目前主要有以下几种：
　　1．3．1  聚乙二醇法　(PEG)PEG法对原生质体的损伤相对较小，而且方法简便，是食用菌遗传转化中应用最多的一种方法，已在双孢蘑菇、平菇、草菇等食用菌中成功应用．王春晖等曾采用PEG法将平菇DNA导入草菇原生质体，选育出菇型、酶活力及生物转化率与亲本有显著差异的V157-1菌株．但该方法转化率较低，通常为10-5一10-6。
　　1．3．2  电激法　Challen等首先应用此法把URAl转入同源的杨树菇营养缺陷型菌株中获得转化子，尔后用于双孢蘑菇和平菇的转化．贾建航等采用该技术将香菇DNA、糙皮侧耳(Pleurotus ostrea- tus)DNA分别导人平菇、紫孢侧耳(Pleurotus sapidus)原生质体中，并得到了转化子．与PEG法相比，电激法可电激原生质体、菌丝体或完整细胞，操作更为简便，需要的DNA也较少，但对转化体的损伤较大，转化率也比较低。
　　1．3．3  限制性酶介导整合法  (Restriction enzyme-mediated integration，REMI)Sehiestl等于1991年

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