基于ITS 和ISSR 的灵芝种质资源遗传多样性分析

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.11.008

摘要/Abstract

摘要： 为明确吉林栽培的灵芝（Ganoderma lucidum）种质资源的遗传多样性，以吉林省18个主栽灵芝菌株为试验材料，通过应用ITS（Internal transcribed spacer）序列分析及拮抗试验，并与ISSR（Inter⁃simple sequence repeat）分子标记相结合对其进行鉴定和遗传多样性分析。基于ITS序列构建的系统发育树表明，18种灵芝菌株均与赤芝（Ganoderma lingzhi）聚为一类，并细分为4个类群；79.7%的灵芝菌株之间存在拮抗现象，基于ITS序列分析及拮抗试验结果，菌株被分为7个类群；ISSR遗传多样性分析结果表明，18种灵芝菌株的遗传相似系数在0.382 4~0.974 4，平均为0.652 9，当相似系数约0.679时，其亦可被分为7个类群。综上，基于ISSR分子标记的分类结果与基于ITS序列分析+拮抗试验结果的分类一致，18种灵芝菌株表现出明显的遗传多样性。

关键词: 灵芝, 拮抗试验, ITS, ISSR, 遗传多样性

Abstract: In order to clarify the genetic diversity of Ganoderma lucidum germplasm resources cultivated in Jilin Province，18 main Ganoderma lucidum strains in Jilin Province were used as test materials，the internal transcribed spacer sequence analysis and antagonism test were applied，and inter⁃simple sequence repeat molecular markers were combined for identification and genetic diversity analysis.The phylogenetic tree based on ITS sequence showed that all the 18 Ganoderma lucidum strains were grouped together with Ganoderma lingzhi，and were subdivided into four groups.Antagonism was found among 79.7% of Ganoderma lucidum strains.The strains were divided into seven groups based on ITS sequence analysis and antagonism test results.The results of ISSR genetic diversity analysis showed that the genetic similarity coefficient of 18 Ganoderma lucidum isolates ranged from 0.382 4 to 0.974 4，with an average of 0.652 9.When the similarity coefficient was about 0.679，the isolates could be divided into seven groups.In summary，the classification results based on ISSR molecular markers were consistent with the classification results based on ITS sequence analysis+antagonism test，and 18 ganoderma lucidum strains showed obvious genetic diversity.

Key words: Ganoderma lucidum, Antagonistic test, Internal transcribed spacer（ITS）, Inter?simple sequence repeat（ISSR）, Genetic diversity

中图分类号:

S567.31

许琳, 张瑞, 王胜, 李金涛, 刘琳玲, 闫梅霞. 基于ITS 和ISSR 的灵芝种质资源遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(11): 66-74.

XU Lin, ZHANG Rui, WANG Sheng, LI Jintao, LIU Linling, YAN Meixia. Genetic Diversity Analysis of Ganoderma lucidum Germplasm Resources Based on ITS and ISSR[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2023, 52(11): 66-74.

参考文献

［1］安徽省食用菌行业协会. 2021年我国灵芝产业调研报告［EB/OL］.（2021⁃07⁃07）［2022⁃12⁃11］.https：//mp.weixin.qq.com/s/4GbCajkD⁃1s353CYlEd0ZQ.
Anhui Province Edible Fungi Industry Association.The Ganoderma lucidum industry in China in 2021 researchreport ［EB/OL］.（2021⁃07⁃07）［2022⁃12⁃11］.https：//mp.weixin.qq.com/s/4GbCajkD⁃1s353CYlEd0ZQ.
［2］中华人民共和国国家卫生健康委员会.关于对党参等9种物质开展按照传统既是食品又是中药材的物质管理试点工作的通知［EB/OL］.（2020⁃01⁃06）［2022⁃12⁃11］.http：//www.nhc.gov.cn/sps/s7885/202001/1ec2cca04146450d9b14acc2499d854f. shtml.
National Health Commission of the People’s Republic of China.Notice on the pilot work of substance management
of 9 substances，including codonopsis codonopsis，which are both food and Chinese medicinal materials according to tradition［EB/OL］.（2020⁃01⁃06）［2022⁃12⁃11］.http：//www.nhc.gov.cn/sps/s7885/202001/1ec2cca04146 450d9b14acc2499d854f. shtml.
［3］国家市场监督管理总局，国家卫生健康委员会，国家中医药管理局.关于发布辅酶Q10等五种保健食品原料目录的公告（2020 年第54 号）［EB/OL］.（2021⁃03⁃01）［2022⁃12⁃11］.https：//gkml.samr.gov.cn/nsjg/tssps/202012/t20201201_324007.html.
State Administration for Market Regulation，State Health Commission，State Administration of Traditional Chinese
Medicine. Announcement on the release of the catalogue of five health food raw materials including coenzyme Q10（No.54 of 2020）［EB/OL］.（2021⁃03⁃01）［2022⁃12⁃11］.https：//gkml.samr.gov.cn/nsjg/tssps/202012/t20201201_324007.html.
［4］弓志青，孟楠楠，王文亮.6个破壁灵芝孢子粉的理化性质［J］.食品工业，2020，41（9）：176⁃180.
GONG Z Q，MENG N N，WANG W L.The physichemical properties of six broken Ganoderma lucidum spore powder［J］.The Food Industry，2020，41（9）：176⁃180.
［5］贾红岩.全国主产区灵芝子实体及其孢子粉中的活性成分比较研究［D］.上海：上海海洋大学，2022.
JIA H Y.Comparative study of active components in Ganoderma lucidum seed bodies and its spore powder from the main producing areas of China［D］.Shanghai：Shanghai Ocean University，2022.
［6］吴安忠，韦小宝，曾怡，等.基于子实体形态特征及rDNA-ITS序列分析对黔东南州枞树菌的分类鉴定［J］.中国食品卫生杂志，2021，33（4）：435⁃439.
WU A Z，WEI X B，ZENG Y，et al.Classification and identification of Lactarius based on morphological characteristics of fruiting bodies and rDNA⁃ITS sequence analysis in Qiandongnan［J］.Chinese Journal of Food
Hygiene，2021，33（4）：435⁃439.
［7］SUN S J，GAO W，LIN S Q，et al.Analysis of genetic diversity in Ganoderma population with a novel molecular marker SRAP［J］.Applied Microbiology and Biotechnology，2006，72（3）：537⁃543.
［8］崔宝凯，潘新华，潘峰，等.中国灵芝属真菌的多样性与资源［J］.菌物学报，2023，42（1）：170⁃178.
CUI B K，PAN X H，PAN F，et al.Species diversity and resources of Ganoderma in China［J］.Mycosystema，2023，42（1）：170⁃178.
［9］贾少杰，解修超，邓百万，等.基于酯酶同工酶和ITS序列对陕南栽培灵芝亲缘关系的研究［J］.河南农业科学，2018，47（8）：95⁃101.
JIA S J，XIE X C，DENG B W，et al.Study on the genetic relationship of Ganoderma lucidum grown in southern

Shaanxi based on esterase isozyme and ITS sequences［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2018，47（8）：95⁃101.

［10］雷萍，张文隽，郝哲，等.野生灵芝分离鉴定、生物学特性及活性成分分析［J］.西北农业学报，2022，31（12）：1615⁃1624.

LEI P，ZHANG W J，HAO Z，et al.Isolation，identification，biological characteristic and active component analysis of wild Ganoderma lucidum［J］.Acta Agriculturae Boreali⁃Occidentalis Sinica，2022，31（12）：1615⁃1624.
［11］马瑜，申坚定，宋君锋，等.羊肚菌不同栽培品种间拮抗试验反应［J］.中国食用菌，2017，36（5）：80⁃82.
MA Y，SHEN J D，SONG J F，et al.Reaction of antagonism test among different cultivars of Morchella［J］.Edible Fungi of China，2017，36（5）：80⁃82.
［12］李黎.中国木耳栽培种质资源的遗传多样性研究［D］.武汉：华中农业大学，2011.
LI L.Studies on genetic diversity of Auricularia auricula⁃judae cultivated germplasm resources in China［D］.Wuhan：Huazhong Agricultural University，2011.
［13］刘盛荣，张维瑞，柯斌榕，等.基于拮抗试验的杏鲍菇菌株分类研究［J］.食药用菌，2015，23（1）：33⁃36.
LIU S R，ZHANG W R，KE B R，et al.Study on classification of Pleurotus eryngii strains based on antagonism test［J］.Edible and Medicinal Mushrooms，2015，23（1）：33⁃36.
［14］孟虎，孙国琴，睢韡，等.ISSR技术在食用菌研究上的应用［J］.北方园艺，2016（5）：207⁃210.
MENG H，SUN G Q，SUI W，et al.The application of ISSR in edible fungi research［J］.Northern Horticulture，2016（5）：207⁃210.
［15］YIN Y G，LIU Y，LI H M，et al.Genetic diversity of Pleurotus pulmonarius revealed by RAPD，ISSR，and SRAP fingerprinting［J］.Current Microbiology，2014，68（3）：397⁃403.
［16］陈躬国，陈剑，吴汉琼，等.肺形侧耳种质资源拮抗反应及RAPD分子标记遗传多样性分析［J］.南方农业学报，2020，51（12）：2892⁃2900.
CHEN G G，CHEN J，WU H Q，et al.Antagonistic reaction of Pleurotus pulmonarius germplasms and genetic diversity based on RAPD molecular markers［J］.Journal of Southern Agriculture，2020，51（12）：2892⁃2900.
［17］AGUILAR D L，SEGURA P B Z，ARCE R V，et al.Use of ITS and ISSR markers in the molecular haracterisation of Pleurotus djamor hybrid strains［J］.Revista Iberoamericana De Micologia，2018，35（1）：49⁃55.
［18］王锦锋，张健，林占熺.应用拮抗、ITS和RAPD技术进行香菇属菌株分类［J］.亚热带农业研究，2017，13（2）：132⁃138.
WANG J F，ZHANG J，LIN Z X.Classification of Lentinus edodes strains by antagonistic effect，ITS and RAPD techniques［J］.Subtropical Agriculture Research，2017，13（2）：132⁃138.
［19］ALAM N，SHIM M J，LEE M W，et al.Phylogenetic relationship in different commercial strains of Pleurotus nebrodensis based on ITS sequence and RAPD［J］.Mycobiology，2009，37（3）：183⁃188.
［20］陈强，张金霞.真菌营养亲和群鉴定方法的改进［J］.微生物学杂志，2010，30（5）：45⁃47.
CHEN Q，ZHANG J X.An improved method to characterize fungal vegetative compatible group［J］.Journal of Microbiology，2010，30（5）：45⁃47.
［21］徐凯.基于分子标记手段辅助灵芝育种的研究［D］.南京：南京农业大学，2014.
XU K.Based on molecular markers assisted breeding for Ganoderma lucidum［D］.Nanjing：Nanjing Agricultural University，2014.
［22］邢志伟.灵芝不同品种的种质鉴定及优良菌株的筛选［D］.邯郸：河北工程大学，2017.
XING Z W.Germplasm identification of different varieties and screening of excellent strains of Ganoderma lucidum［D］.Handan：Hebei University of Engineering，2017.
［23］RAMAN J，JANG K Y，OH Y L，et al.Interspecific hybridization between Ganoderma lingzhi and G.applanatum through protoplast fusion［J］.World Journal of Microbiology and Biotechnology，2021，37（7）：114.
［24］刘晓雪，王春霞，刘利娟，等.1株野生平菇菌株的鉴定及交配型分析［J］.河南农业科学，2021，50（12）：128⁃133.
LIU X X，WANG C X，LIU L J，et al.Identification and mating type analysis of a wild oyster mushroom strain［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2021，50（12）：128⁃133.
［25］王雪郦，申开卫，雷超，等.废弃菌渣中纤维素降解细菌的筛选及其降解特性分析［J］.南方农业学报，2021，52（11）：2913⁃2922.
WANG X L，SHEN K W，LEI C，et al.Screening and characteristics analysis of degradation of cellulose degrading bacteria from waste edible fungus residue［J］.Journal of Southern Agriculture，2021，52（11）：2913⁃2922.
［26］LANDEWEERT R，LEEFLANG P，KUYPER T W，et al.Molecular identification of ectomycorrhizal mycelium in soil horizons［J］.Applied and Environmental Microbiology，2003，69（1）：327⁃333.
［27］汤坤鹏.18个野生灵芝菌株的分离鉴定及其特性研究［D］.福州：福建农林大学，2016.
TANG K P.Isolation and identification of 18 strains wild Ganoderma and their characteristic study［D］.Fuzhou：Fujian Agriculture and Forestry University，2016.
［28］CAO Y，WU S H，DAI Y C.Species clarification of theprize medicinal Ganoderma mushroom“Lingzhi”［J］.Fungal Diversity，2012，56（1）：49⁃62.
［29］谭秀梅.侧耳属、灵芝属种间和种内菌株的系统进化及其种内遗传多样性分析［D］.乌鲁木齐：新疆农业大学，2016.
TAN X M.Phylogeny of interspecific and intraspecific strains and genetic diversity of intraspecific strains among Pleurotus and Ganoderma［D］.Urumqi：Xinjiang Agricultural University，2016.
［30］李倩芸，李荔清，张维瑞，等.应用拮抗试验分析灵芝菌株遗传多样性［J］.食药用菌，2017，25（6）：363⁃365.
LI Q Y，LI L Q，ZHANG W R，et al.Analysis of the genetic diversity of Ganoderma lucidum strains based on antagonism［J］.Edible and Medicinal Mushrooms，2017，25（6）：363⁃365.
［31］唐传红，张劲松，陈明杰，等.利用拮抗试验和RAPD对灵芝属菌株进行分类研究［J］.微生物学通报，2005，32（5）：72⁃76.
TANG C H，ZHANG J S，CHEN M J，et al.Study on classification of strains of Ganoderma by anatagonistic effect and rapd［J］.Microbiology，2005，32（5）：72⁃76.
［32］崔筱，刘芹，孔维丽，等.基于拮抗及ITS序列分析的河南香菇主产区种质资源鉴定及遗传多样性分析［J］.中国瓜菜，2022，35（7）：31⁃38.
CUI X，LIU Q，KONG W L，et al.Identification of germplasms and genetic diversity of Lentinus edodes from main production areas in Henan Province based on antagonism and ITS sequence analysis［J］.China Cucurbits and Vegetables，2022，35（7）：31⁃38.
［33］王艳，万鲁长，黄春燕，等.采用ISSR和SRAP综合分析灰树花的遗传多样性［J］.食用菌学报，2019，26（3）：26⁃36.
WANG Y，WAN L Z，HUANG C Y，et al.Genetic diversity of Grifola frondosa based on integrated ISSR and SRAP analysis［J］.Acta Edulis Fungi，2019，26（3）：26⁃36.
［34］陈小敏，陈勇，吴海冰，等.四川12株野生灵芝遗传多样性的ISSR分析［J］.四川农业科技，2017（5）：58⁃61.
CHEN X M，CHEN Y，WU H B，et al.ISSR analysis of genetic diversity of 12 wild Ganoderma lucidum strains in Sichuan［J］.Sichuan Agricultural Science and Technology，2017（5）：58⁃61.
［35］张彬彬，王震，刘保卫，等.30个野生灵芝菌株遗传多样性及农艺性状评价［J］.江苏农业科学，2022，50（2）：108⁃114.
ZHANG B B，WANG Z，LIU B W，et al.Evaluation of genetic diversity and agronomic traits of 30 wild Ganoderma lucidum strains［J］.Jiangsu Agricultural Sciences，2022，50（2）：108⁃114.
［36］王锦锋，李晶，DATTI I L，等.利用拮抗、ITS和RAPD技术对灵芝属菌株分类的研究［J］.西南农业学报，2017，30（1）：26⁃33.
WANG J F，LI J，DATTI I L，et al.Study on classification of 21 strains of Ganoderma by antagonistic effect，ITS and RAPD technology［J］.Southwest China Journal of Agricultural Sciences，2017，30（1）：26⁃33.

[1]	乔雨轩, 申潇潇, 焦雪辉, 周小娟, 岳长平, 史喜兵. 基于表型性状的观赏桃种质遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 108-117.
[2]	王晓洁, 黎美霞, 陶蕾, 张波, 何昕孺, 米佳, 戴国礼, 徐文娣. 48 份黑果枸杞种质主要表型和品质性状的遗传多样性研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 78-90.
[3]	豆丹丹, 孙建军, 郭玉玺, 王德新, 郭新海, 丁超明. 基于DUS 测试性状的黄淮海地区玉米自交系的遗传多样性及群体结构分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 24-32.
[4]	邱涵, 孟丽媛, 杨婉婷, 凌树玉, 任凯利, 魏赛金. 灵芝诱导子对南方红豆杉悬浮培养细胞产紫杉醇的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(10): 52-59.
[5]	史辉, 陈美霞, 李萍萍, 叶祖云. 基于ISSR 和RAPD 标记的太子参种质遗传多样性研究[J]. 河南农业科学, 2022, 51(8): 64-73.
[6]	李春鑫, 张永战, 陈国参, 杨铁钢, 张英涛, 李春, 董诚明. 黄淮产区地黄种质遗传多样性分析及SSR指纹图谱构建[J]. 河南农业科学, 2022, 51(7): 61-74.
[7]	王慧娟, 王二强, 符真珠, 李艳敏, 王晓晖, 王占营, 袁欣, 高杰, 王利民, 张和臣. 芍药不同品种群种质资源表型多样性分析[J]. 河南农业科学, 2022, 51(12): 110-121.
[8]	王志威, 胡优琼, 黄安玲. 贵州省灵芝的生态种植适生区及关键生态因子研究[J]. 河南农业科学, 2022, 51(10): 61-73.
[9]	李琼, 李金花, 常世豪, 杨青春, 舒文涛, 耿臻 . 61 份高油大豆品种（系）指纹图谱构建及遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2021, 50(9): 53-62.
[10]	张曼, 任佳佳, 王钦, 安朝龙, 吴培云, 谢龙安, 李伟. 基于SSR标记的朝天椒种质遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2020, 49(7): 101-109.
[11]	黄艺宁. RAPD、ISSR分子标记联合鉴定毛木耳菌株的研究[J]. 河南农业科学, 2020, 49(7): 118-125.
[12]	周遇巧, 郭国业, 周索, 杜戈, 李书林. 基于SCoT标记的猕猴桃种质资源遗传多样性研究[J]. 河南农业科学, 2020, 49(6): 120-126.
[13]	杨帅, 杨喜翠, 何方, 李鲁华, 李振华, 任明见, 徐如宏. 贵紫麦1号转录组EST-SSR标记发掘与应用[J]. 河南农业科学, 2020, 49(5): 15-30.
[14]	崔筱, 刘芹, 段亚魁, 康源春, 孔维威, 张玉亭, 袁瑞奇, 孔维丽 . 平菇种质资源的遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2020, 49(3): 138-144.
[15]	李静, 田思雨, 毛威涛, 姚国新. 基于SSR分子标记的红安县省沽油遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2020, 49(10): 42-47.