بهبود عملکرد قارچ دکمه‌ای سفید با استفاده از روش گزینش تک‌اسپوری به کمک نشانگر AFLP

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

• محسن علی‌پور
• محمد فارسی
• امین میرشمسی کاخکی

دانشگاه فردوسی مشهد

https://doi.org/10.22067/jhorts4.v0i0.42833

چکیده

قارچ دکمه‌ای سفید Agaricus bisporus، یکی از قارچ‌های رشته‌ای با اهمیت اقتصادی بالا است. پایداری جدایه‌های این قارچ برای تولیدکنندگان اسپاون و قارچ اهمیت بالایی دارد. در واحدهای تولیدی نژادهای مادری عمدتاً به‌صورت واکشت‌های مکرر بر روی محیط‌کشت غنی تکثیر می‌شوند، که رشد غیر متعارف و عملکرد ضعیف از پیامدهای این امر می‌باشد. دلایل این موضوع تاکنون ناشناخته مانده است. استفاده از نشانگرهای مولکولی یکی از راه‌های ارزیابی و شناخت تغییرات ژنتیکی است. در این مطالعه برای اولین بار از نشانگر تکرارپذیر AFLP برای ارزیابی تغییرات ژنتیکی و کمک به گزینش جدایه‌های تک‌اسپور برتر نژادی تجاری (Holland737) قارچ دکمه‌ای استفاده گردید. 30 جدایه تک‌اسپوری مورد مطالعه از لحاظ سرعت رشد و عملکرد متنوع بودند، وراثت الگوی باندی نشانگر AFLP نیز وجود این تنوع را تأیید نمود. 9 جفت ترکیب آغازگری، 353 باند تولید کرد که از این میان 53 باند در میان 19 جدایه تک‌اسپور به‌صورت چند شکل بودند. نتایج این تحقیق، کارآیی روش گزینش تک‌اسپوری در به‌نژادی این قارچ را مورد تأیید قرار داد. دو جدایه به‌طور متوسط 47 درصد نسبت به نژاد مادری افزایش عملکرد داشتند. هم چنین مشخص گردید که نشانگر AFLP، حساسیت کافی برای شناسایی چندشکلی ژنتیکی جدایه‌های تک‌اسپوری را دارا می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

• بهبود عملکرد
• تنوع ژنتیکی
• قارچ دکمه ای سفید گزینش تک‌اسپوری
• AFLP
• Agaricus bisporus

20.1001.1.20084730.1393.28.3.7.2

عنوان مقاله [English]

Improvement of white Button Mushroom Yield by AFLP Marker-assisted Single Spore Selection Method

نویسندگان [English]

• Mohsen Alipoor
• Mohammad Farsi
• Amin Mirshamsi Kakhki

Ferdowsi University of Mashhad

چکیده [English]

The white button mushroom, Agaricus bisporus, is a commercially important cultivated filamentous fungus. Strain stability is of great importance to both spawn producers and mushroom growers. Mushroom strains are usually propagated via vegetative method on nutritionally rich substrates. Abnormal growth and poor yield ‎are the consequences of this replication method. The reason for this phenomenon is still unknown. The use of molecular markers is one way of assessing and understanding the genetic changes. In this study, for the first time we reported the application of amplified fragment length polymorphism (AFLP) marker to assess genetic variation in single spore progeny and to assist selection of superior cultivars based upon the use of monosporous cultures of A. bisporus commercial strain, Holland737. We isolated 30 single spores that differed in growth rate, productivity and AFLP inheritance pattern. Nine EcoRI / TaqI primer combinations identified a total of 353 AFLP bands from 19 single-spore isolates, of which 53 were polymorphic. Results showed that the single spore selection is an effective method for strain improvement in A. bisporus, so that two isolates averagely performed 47% increased yield over the maternal strain and AFLP showed enough sensitivity to detect polymorphisms among single spore isolates.

کلیدواژه‌ها [English]

• Yield improvement
• Genetic variety
• white button mushroom
• Single spore selection
• AFLP
• Agaricus bisporus

مراجع

1- فارسی م.، گردان ح. ر. 1381. تولید اسپاون هیبرید در قارچ خوراکی تکمه ای سفید، Agaricus bisporus به منظور افزایش عملکرد. مجله علوم وصنایح کشاورزی. جلد 16، شماره 1 ص. 133-125.

2- فارسی م.، پوریان فر ح. ر. 1390. پرورش و اصلاح قارچ های خوراکی با تأکید بر: قارچ دکمه‌ای سفید. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 275 ص.

3- فارسی م.، جلال‌زاده ب.، و ملک‌زاده خ. 1388. اصلاح و تولید نژاد دو رگ در قارچ خوراکی دکمه‌ای. ششمین کنگره علوم باغبانی ایران،22 تا 25 تیرماه 1388، دانشگاه گیلان. ص 13-11.

4- قربانی‌فعال پ.، فارسی م.، پوریان فر ح. ر.، محمودنیا میمند م.، و ذولعلی ج. 1388. تهیه شناسنامه مولکولی برای 12 نژاد اصلاح شده قارچ خوراکی دکمه‌ایAgaricus bisporus با استفاده از نشانگرهایAFLP . مجله حفاظت گیاهان (علوم و صنایع کشاورزی) جلد 23، شماره 1، ص 58- 67.

5- کاوسی ح. ر.، فارسی م.، شهریاری ف. ا.، فلاحتی‌رستگار م. 1384. استفاده از نشانگرهای مولکولیRAPD به منظور جدا سازی جدایه‌های هموکاریون قارچ تکمه‌ای سفید Agaricus bisporus. مجله علوم وصنایع کشاورزی جلد 16، شماره 3، ص 46-35.

6- گردان ح. ر.، فارسی م. 1383. اصلاح عملکرد قارچ دکمه‌ای سفید با استفاده از گزینش جدایه‌های خالص و کشت های چند اسپوری. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی. سال یازدهم، شماره دوم، شماره 1، ص. 65-77.

7- گردان ح. ر.، ذوالعلی ج.، محمودنیا م.، خاتمی م.، و فارسی م. 1387. بررسی قابلیت نشانگر AFLP در تعیین انگشت نگاری ژنتیکی و روابط فیلوژنتیکی قارچ خوراکی دکمه ای. مجله علوم و صنایع کشاورزی. جلد 22، شماره 1، ص. 27-36.

8- خاتمی راد م.، فارسی م.، و پوریان‌فر ح.ر. 1387.بررسی ترکیب‌پذیری عمومی و خصوصی ده جدایه هموکاریون در قارچ خوراکی دکمه‌ای Agaricus bisporus. مجله علوم کشاورزی، جلد 18، شماره 2، ص 193-181.

9- Bhandal M.S. 1986. Hybridization and genetic manipulation in Agaricus bisporus. In Compendium of lectures, Summer Institute on recent Development In Cultivation Technology of Edible Mushrooms. (ed) Shama S R,Dhar BL and K.B.Mehta .National Center for Mushroom Reasearch and Training, Chambaghat, Solan 55-65pp.

10- Bhandal M., and Mehta K.B.1989. Evaluation and improvement of strains in Agaricus bisporus. Mushroom Science, 12: 25-35.

11- Calvo-Bado L.A., Challen M.P., Thurston C.F., and Elliott T.J. 2001. RAPD characterisation of heterogeneity in spore progenies and sexuality in the genus Agaricus Mycol. Res. 105 (3): 370-376.

12- Castle A.J., Horgen P.A., and Anderson J. 1988. Crosses among homokaryons from commercial and wild-collected strains of the mushroom Agaricus brunnescens (= A. bisporus). Applied and Environmental Microbiology, 54: 1643-1648.

13- Chang S.T., and Miles P.G. 2004. Mushrooms, Cultivation, Nutritional Value, Medicinal Effect, Environmental Impact, 373-381. Boca Raton, FL: CRC PressLLC.

14- Foulogne-Orial M., Spataro C., and Savoie J.M. 2009. Novel microsatellite markers suitable for genetic studies in the white button mushroom Agaricus bisporus. Appl Microbiol Biotechnol, 84: 1125–1135.

15- Guan X.J., Xu L., Shao Y.C., Wang Z.R., Chen F.S., and Luo X.C. 2008. Differentiation of commercial strains of Agaricus species in China with inter-simple sequence repeat marker. World JMicrobiol Biotechnol 24: 1617–1622.

16- Heath M.C., Li A., Horgan P.A., and Tam P.L. 1995. Hyphal morphology associated wite strain instability in the commercial mushroom, Agaricus bisporus. Mycologia, 87 (4): 42-450

17- Kazuhisa T., and Teruyuki M. 2004. Strain typing of shiitake(Lentinus edodes) cultivars by AFLP analysis, focusing on a heat dried fruiting body. Mycoscience, 45: 79–82.

18- Kerrigan R.W., Royer J.C., Baller L.M., Kohli Y., Horgen P.A., and Anderson J.B. 1993. Meiotic behavior and linkage relationships in the secondarily homothallic fungus Agaricus bisporus. Genetics, 133: 225–236.

19- Kligman A. 1943. some cultural and genetic problems in cultivation of the mushroom Agaricus campestris. American Journal of Botany, 30: 745-763.

20- kneebone L.R., Patton T.J., Schultz P.G. 1974. Improvement of brown variety of Agaricus bisporus by single spore selection. Mushroom. Sci. 9: 237-243.

21- Khush RS, Becker E, Wach M. 1992. DNA amplification polymorphisms of the cultivated mushroom Agaricus bisporus. Applied and Environmental Microbiology, 58: 2971–2977.

22- Li A., Begin M., Kokurewicz K., Bowden C., and Horgen P.A. 1994. Inheritance of strain instability (sectoring) in the commercial button mushroom, Agaricus bisporus. Appl. Environ. Microbiol, 60: 2384-2388.

23- Mahmud MA, Kitaura H, Masaki F, Yamada A. 2007. AFLP analysis for examining genetic differences in cultivated strains and their single-spore isolates and for confirming successful crosses in (Agaricus blazei). Mycoscience, 48: 297-304.

24- Ma F.Y., Luo X.C. 2002. PCR-based restriction analysis of internal transcribed spacers of nuclear ribosomal DNA in the genus Pleurotus. Mycosystema,1: 356–62.

25- Pandey M., Tewari R.P. 1994. Strategies for selection and breeding of edible mushrooms. In: Nair M.C., Gokulapala C., ADNA.1L.Eds.Advances in mushroom Biotechnology. Scientific Publishers , Jodhpur, India, pp. 61-70.

26- Sanguinetti C.J., Dias Neto E., and Simpson A.J.G. 1994. Rapid silver staining and recovery of PCR products seprated on polyacrylamide gels. Biotechniqes, 17:915-919.

27- Song S, Xu W, Zeng W, Wang Z. 2000. RAPD analysis of species diversity and genomic differences in Agaricus bisporus. In: "Science and cultivation of edible fungi". (Eds. Van Grienven). A. A. Balkema, Roterdam, The Netherland. pp. 191-200.

28- Summerbell R.C., Castle A.I., Horgen P.A., and Anderson J.B. 1989. Inheritance of fragment length polymorphisms in Agaricus brunnescens. Genetics. 123: 293-300

29- United State Department of Agriculture. 2008-2009. Mushrooms. National Agricultural Statistics Database. Washington, D. C.: USDA National Agricultural Statisitcs Service. Available at: www.nass.usda.gov. Accessed 08/31/2009)

30- Vos P., Hogers R., Bleeker M., Reijans M., van de Lee T., Hornes M., Frijters A., Pot J., Peleman J., Kuiper M., Zabeau M. 1995. AFLP a new technique for DNA fingerprinting. Nucleic Acids Research, 23: 4407-4414.