37個平菇菌株的遺傳差異分析

盛春鴿　潘春磊　王延鋒*　李　慧　史　磊王金賀　劉姿彤　張　鵬　于海洋（. 黑龍江省農業科學院牡丹江分院，黑龍江 牡丹江5704；. 河北省農林科學院遺傳生理研究所，河北 石家莊 05005）

37個平菇菌株的遺傳差異分析

盛春鴿1潘春磊1王延鋒1*李慧2史磊1王金賀1劉姿彤1張鵬1于海洋1
（1. 黑龍江省農業科學院牡丹江分院，黑龍江 牡丹江157041；2. 河北省農林科學院遺傳生理研究所，河北 石家莊 050051）

摘要以22個國內平菇菌株，15個外引菌株為試驗材料，觀測其菌絲長速、子實體顏色、菌蓋及菌柄形態等14個農藝性狀，對各性狀進行多樣性及主成分分析，同時對8個性狀進行聚類分析。結果表明：不同平菇性狀之間存在不同程度的多樣性，多樣性指數變化范圍 0.393～1.961，國內群體的平均多樣性指數為 1.611，高于外引材料（1.397）13.28%。各性狀間變異系數范圍4%～75%，這兩個極端值均出現在外引群體中。多變量的主成分分析，14個性狀，可以用7個主成分來概括，7個主成分的方差累積貢獻率為84.44%。各因子所代表的指標總結為單菇因子、發育因子和產量因子3個因素。8個性狀的聚類分析把37份材料分為3個類群，分類結果與子實體農藝性狀有一定的相關性。

關鍵詞平菇；性狀；種質資源；多樣性

我國平菇資源較為豐富［1］，全國大部分省市都有栽培，以河南、山東栽培量最大。吳素蕊等統計2007—2011年五年的總產量為2 414.676萬噸，是我國出口創匯的主要食用菌之一［2，3］。在我國，俗稱平菇的食用菌包括糙皮側耳（Pleurotus ostreatus）、白黃側耳（P. cornucopiae）、佛羅里達側耳（P. florida）和肺形側耳（P. pulmonarius）4個種［4］。有關平菇的生理生化、分子方面的研究特別多，而完全基于表型性狀的研究則不多。本研究選取目前國內栽培量較大的典型菌株 22個，從韓國、俄羅斯等引進菌株15個，總計37個菌株，在黑龍江省農業科學院牡丹江分院食用菌研究中心太陽能溫室內進行田間栽培，觀察鑒定其形態的多樣性。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試材料，平406、黑平1號、泰平19、ccef89、豫平5號、新科101、雙抗黑平、灰美2號，來源于中國農業科學院；林特平來源于黑龍江省林副特產研究所；黑平19、平（新疆-阿勒泰）、美味側耳2、海豐灰平、黑平2號、PF1、PF2、平109、平425、平838、平雜3、平2026、平150來源于黑龍江省農業科學院牡丹江分院；俄2014 平1、俄2014平2來源于俄羅斯科學院遠東分院；韓CB1、韓CB2、韓CB3、韓CB4、韓CB5、韓CB43、韓CB54、韓CB67、韓CB68、韓CB69、韓CB100、韓CB101、韓CBS06來源于韓國忠清北道農業技術院。筆者首先對 37個菌株進行拮抗試驗，確認其分屬于不同的菌株。

1.2試驗方法

（1）供試培養基。馬鈴薯綜合培養基（PDA培養基）：去皮馬鈴薯200 g煮汁，葡萄糖20 g，磷酸二氫鉀2 g，硫酸鎂0.5 g，瓊脂15 g，加蒸餾水定容至1 000 mL。栽培種培養基：木屑78%，麥麩10%，稻糠10%，石灰1%，石膏1%，含水量65%。

（2）試驗設計與栽培場所。試驗于2014—2015兩年春季的4～6月在牡丹江農科院食用菌中心完成，采用隨機區組設計，每個菌株3次重復，每個重復40袋。栽培場所氣溫14～18 ℃，空氣濕度80%～95%，光照200～400 lx，通風良好。

（3）農藝性狀測定。供試菌株農藝性狀指標和測定方法參考李慧等使用的糙皮側耳新品種DUS測試指南中的部分指標和方法［5］。詳見表1。

表1　平菇14個表型性狀的測定方法

（4）數據處理和統計分析。對子實體采收期顏色、菌柄形態、菌柄質地、菌蓋質地等4個非數值性狀按照表2所示進行分級賦值后再做數據分析，對其他10個數值性狀進行質量化處理，依照王述民描述的方法進行統計，分為10級，1 級Xi＜＜—2σ，10級Xi＞＜+2σ，中間每級間隔0.5σ［6］。使用DPS7.05軟件進行聚類及主成分分析，聚類時種質間距離采用歐氏距離，類平均（UPGMA）法。多樣性指數的計算采用Shannon-Weaver信息指數。

表2　平菇農藝性狀基本統計分析

2　結果與討論

2.1平菇農藝性狀基本參數統計分析

37個菌株的農藝性狀研究結果（表 2），其14個農藝性狀在不同菌株間存在不同程度的遺傳變異，同一性狀在兩個群體上的變異系數和遺傳多樣性指數也有所不同，各性狀間的變異系數范圍為4%～75%。這兩個極端值均出現在外引群體中，表明外引群體的變異程度大。遺傳多樣性指數范圍為 0.393～1.961。兩群體間各性狀平均值的T測驗結果：國內菌株和外引菌株在菌絲長速和菌柄直徑兩個性狀中存在極顯著差異（p＜0.01）。國內群體的平均多樣性指數為 1.611，高于外引材料（1.397）13.28%。

綜合兩群體的數據可見，變異系數最大的性狀為菌柄形態，最小的為菌絲長速。多樣性指數由高到低依次是菌絲長速（1.961）＞產量、菌蓋短徑（1.945）＞菌蓋長徑（1.925）＞發菌速度（1.909）＞菌柄直徑（1.859）。

2.2農藝性狀聚類分析

在調查的 14個農藝性狀中，筆者選取出菇期間子實體采收期顏色、菌柄形態、菌蓋長徑、菌蓋短徑、菌蓋長寬比、菌蓋厚度、菌柄長度、菌柄直徑等8個農藝性狀作為基本依據，進行聚類分析，結果如圖1。

圖1　37個平菇種質農藝性狀樹狀圖

從圖1可以看出，供試菌株在歐氏距離6.08處，可以分為三大類，第一類包括“平109”在內的 11個個體，結合子實體形態觀察，第一類子實體的共同特點是菌蓋顏色較淺，菌蓋大小適中，菌肉較薄，個別品種整齊度較差。第二類個體數目比較多，有 22個菌株，包括大部分的韓引菌株，比照第一類菌株，此類菌株子實體顏色深，菌蓋大，質軟，肉質肥厚，子實體發生量大且出菇整齊。第三類個體數較少，包括“平雜 3”等4個菌株，除“韓CB4”外，菇體顏色淺，菌蓋小。在同一栽培條件下，外引菌株和國內菌株在形態上沒有明顯差別。

2.337個菌株的主成分分析

對37個菌株14個農藝性狀的主成分分析結果（表3）顯示，在新得的14個主成分中，所有性狀指標提供的信息主要集中在前7個主成分，累計貢獻率達84.44%，表明這7個主成分最大程度地反映了本研究中的各項指標。從方差的貢獻率來看，前3個主成分的方差貢獻率較高，都大于10%。第一個主成分的貢獻率達到30%，涵蓋了近1/3的信息總量。綜合因子在某一性狀上的載荷值，以及此載荷值在其他各因子中的大小分析可知：第一主成分主要包括菌蓋長徑、菌蓋短徑、菌蓋長寬比、菌蓋厚度等性狀，第二主成分為顏色性狀，第三主成分包括菌絲長速、發菌速度性狀，第四主成分包括菌柄形態、菌柄質地性狀，第五主成分包括菌蓋質地、菌齡性狀，第六主成分為菌柄質地性狀，第七主成分包括菌柄長度、產量性狀。重新歸納整理這7個主成分，可得如下三類，第一類包括第1、2、4、5、6主成分，此類主成分反映的性狀有菌蓋長徑、菌蓋短徑、菌蓋長寬比、菌蓋厚度、子實體采收期顏色、菌柄形態、菌柄質地、菌蓋質地等與單菇相關的性狀指標，稱之為“單菇因子”［7］。第二類為第 3個主成分，含菌絲長速、發菌速度性狀，這些指標與發育期間的營養生長有關，可謂“發育因子”。第三類為第7個主成分，反映的是產量性狀，可稱為“產量因子”。

表3　37個菌株的主成分分析

3　討　論

種質資源多樣性一直是遺傳學研究的重點，食用菌上有關遺傳多樣性的研究多集中在分子標記上［8，9］。以形態學特征為基礎的現代分類學研究在植物上得到了廣泛應用［10～12］，管志勇等以切花菊為材料，利用 DUS性狀對其相似性和親緣關系進行分析，取得了較好的結果［13］。張向前等對燕麥的農藝性狀進行分析，為燕麥種質資源的研究及燕麥育種打下基礎［14］。國外在李［15］、黑加侖［16］、甜瓜［17］上也有類似研究，國內食用菌基于農藝性狀做遺傳多樣性分析的研究比較少，林范學對香菇的 16個數量性狀進行表型、遺傳和環境相關性分析及主成分分析，表明各個性狀和指標之間存在一定程度的相互關系，16個性狀縮減為酶活、發育、轉色等6個主成分［18］。常艷等對16個糙皮側耳菌株的10個數量性狀進行主成分及聚類分析，聚類結果與農藝性狀有一定的聯系［19］。此外，陳影等對木耳進行以農藝性狀為主的多樣性分析［20］。國外在食用菌上的相關研究鮮有報道。

本研究37個菌株中，15株材料為外引材料（引自韓國、俄羅斯），兩群體各性狀間除菌絲長速和菌柄直徑外，其他指標雖略有差異但不明顯。外引菌株的變異系數變化范圍大于國內菌株，表明外引資源同一性狀內存在較大的遺傳變異，是良好的育種材料。但遺傳多樣性指數低于國內菌株，這可能與外引樣本量少有一定的關系。從聚類情況看，外引菌株和國內菌株沒有完全分開，結果與數值分析相吻合。表明平菇菌株的表型性狀與地域分布沒有太密切的聯系。在韓國，平菇多用850 mL的菌瓶實行工廠化栽培，采收時菌蓋直徑只有2～3 cm，菌柄幾近中生，普遍較長（7 cm左右），便于統一包裝。按照我們國內的栽培模式，在改變韓國平菇的栽培管理方式之后，實際栽培鑒定發現：韓引平菇與國內菌株在外觀形態上無太大差別。可見，平菇的形態建成與外界條件和栽培管理模式有很大關系，此觀點同樣適用于金針菇［21，22］。韓國平菇在當地之所以表現不同主要是人工選擇的結果，這種選擇還未達成平菇種性的變異。所以在對平菇的種性界定上要嚴格考慮栽培環境（光、溫、水、氣）和栽培方式（瓶栽、袋栽）等對平菇表型的影響。

本文共調查了37個菌株的14個農藝性狀，在聚類分析時作者選擇了與子實體形態相關的 8個性狀，主要以子實體的宏觀形態（菌蓋、菌柄等）為基礎進行聚類分析，排除菌絲長速、發菌速度等其他性狀對聚類效果的干擾，得到的聚類結果與子實體性狀有一定程度的相關性，聚類結果比較可靠。

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*為通訊作者，E-mail：mdjnks@126.com

中圖分類號：S646

文獻標識碼：A

文章編號：2095-0934（2016）04-247-06

基金項目：國家食用菌產業技術體系（CARS-24）、公益性行業（農業）科研專項經費項目（201303080）、黑龍江省應用技術研究與開發計劃項目（WB13B10602）

作者簡介：盛春鴿（1986—），女，碩士，研究實習員，研究方向為食用菌遺傳育種。E-mail：shengchunge@163.com

Analysis on genetic differences of 37 Pleurotus ostreatus strains

Sheng Chunge1Pan Chunlei1Wang Yanfeng1Li Hui2Shi Lei1Wang Jinhe1Liu Zitong1Zhang Peng1Yu Haiyang1
（1. Mudanjiang branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Mudanjiang，Heilongjiang 157041，China；2. Institute of Genetics and Physiology of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang，Hebei 050051，China）

AbstractThis paper presents an assessment of phenotypic diversity for 37 strains of Pleurotus ostreatus. The data of 14 traits describing mycelial growth，fruitbody color，pileus and stipe morphology ect. were recorded. Diversity analysis and principal component analysis （PCA） of 14 traits，cluster analysis （CA） of 8 traits were conducted for learning its biological characteristics on 37 strains. It can also provide the basis for germplasm resource research. The results show that: the characters of different oyster mushroom showed different degree of diversity，which range of 0.393～1.961. The average diversity index（1.611） in domestic germplasm was 13.28% higher than that of introduced group（1.397）. coefficient of variation（CV） range of 4%～75% occurred in introduced group，which showed that cited group has a great variation. In addition，7 principal components （PCs） were obtained from 14 tested traits through the principal component analysis （PCA），and the percentage of cumulative contributive rate is 84.44%，these PCs were designated as single fruitbody，development factors，yield respectively. 37strains were classified into 3 sections according to the clustering analysis （CA） of 8 traits，which have a certain correlation with fruitbody agronomic traits.

Key wordsPleurotus ostreatus； traits； germplasm resources； diversity