自然界真菌資源極其豐富、種類繁多、形態(tài)各異，是重要的真核生物類群。與物種多樣性相對應(yīng)，真菌呈現(xiàn)出高度可塑的交配系統(tǒng)和復(fù)雜多變的生活史特點。有些物種有多種交配系統(tǒng)和生殖方式存在，而有的只有一種或兩種。在不同的條件下，同種真菌會選擇不同的交配系統(tǒng)和生殖方式。因此，真菌的交配系統(tǒng)是影響真菌物種進化、基因組結(jié)構(gòu)演化、子實體發(fā)育和環(huán)境適應(yīng)能力的重要因素。真菌的生殖方式可簡單的分為無性生殖和有性生殖兩大類，其中有性生殖是真菌遺傳重組的重要驅(qū)動力。
不同于動物的性別是由性染色體決定，真菌的性別是由交配型（mating-type，MAT）位點控制，其在有性生殖過程中起決定性作用。交配型和交配型相關(guān)基因的研究是揭示真菌有性生殖機制的關(guān)鍵。在不同的真菌中分析交配型基因的結(jié)構(gòu)、親緣關(guān)系、功能和調(diào)控機制，對于揭示真菌有性生殖進化、染色體倍性變化、交配對象識別、生殖類型轉(zhuǎn)化、子實體發(fā)育、物種演化及起源都具有重要的意義。對于具有重要經(jīng)濟和應(yīng)用價值的真菌，開展其交配型基因、交配系統(tǒng)、生殖機制和生活史的研究，具有重要的科學(xué)理論意義和應(yīng)用指導(dǎo)價值。
羊肚菌屬Morchella真菌隸屬于子囊菌門，是一類珍稀食藥用真菌。作為近年來國內(nèi)外食用菌行業(yè)異軍突起的一類真菌，羊肚菌的科學(xué)和經(jīng)濟價值日益倍增，在國際上也備受關(guān)注。隨著羊肚菌栽培技術(shù)的發(fā)展和栽培面積的擴大，羊肚菌也成為國內(nèi)外食用菌研究的新熱點。盡管有關(guān)羊肚菌的研究層見疊出，但是羊肚菌種植地依然時常出現(xiàn)不出菇或產(chǎn)量低的現(xiàn)象，其主要原因在于羊肚菌的生物學(xué)特征認知不足，有關(guān)羊肚菌的交配機制、生殖方式、子實體發(fā)育和生活史方面還存在很多懸而未決的問題，其栽培技術(shù)亟待完善。
近日，中國科學(xué)院昆明植物研究所楊祝良研究員與重慶師范大學(xué)杜習(xí)慧副教授應(yīng)邀在微生物學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Microbiology and Molecular Biology Reviews（MMBR）以封面文章的形式發(fā)表題為“Mating systems in true morels (Morchella)”的綜述，并作為MMBR期刊“sex in fungi”專輯的文章。該綜述結(jié)合新獲得的基因組測序數(shù)據(jù)，通過對177篇相關(guān)文獻的深入分析，就羊肚菌的有性生殖類型和過程、交配型基因的結(jié)構(gòu)和演化、交配系統(tǒng)、性別演化、無性生殖、以及交配型對無性生殖的影響等幾個方面，對羊肚菌屬真菌交配系統(tǒng)、生殖方式和生活史研究的主要進展進行了總結(jié)，提出了現(xiàn)存的主要問題及今后的研究方向。該綜述不僅對優(yōu)化羊肚菌栽培技術(shù)、實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)具有參考價值，而且有利于羊肚菌成為研究子囊菌交配系統(tǒng)、生殖方式和個體發(fā)育的模式生物。
該項目得到了中國科學(xué)院先導(dǎo)B專項（XDB31000000）、中國科學(xué)院國際合作項目（151853KYSB20170026）、重慶市自然科學(xué)基金（cstc2018jcyjA3693）、重慶市基礎(chǔ)前沿探索項目（cstc2017jcyjAX0179）、中國科學(xué)院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計劃（STS計劃）區(qū)域重點項目（KFJ-STS-QYZD-171）等項目的資助。
圖1 MMBR該期封面
圖2 羊肚菌屬真菌系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系及其對應(yīng)的交配系統(tǒng)特征
圖3 羊肚菌屬Morchella importuna梯棱羊肚菌（黑色羊肚菌支系）和Morchella sp. Mes-20（黃色羊肚菌支系）交配型位點基因結(jié)構(gòu)分析
圖4 羊肚菌屬真菌成熟子實體的交配型基因分布示意圖
圖5 羊肚菌屬真菌無性生殖階段（分生孢子梗、分生孢子、厚垣孢子）和子實體原基形成
圖6 羊肚菌屬真菌生活史示意圖。該屬真菌生活史由有性生殖和無性生殖兩個階段組成，其中有性生殖階段具有三種繁殖模式，分別為：異宗配合、假同宗配合和單性生殖。無性階段產(chǎn)生兩種無性孢子，分別為：分生孢子和厚垣孢子。
文章鏈接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/MMBR.00220-20
