شناسايي جدايه‌هاي تك اسپور هموكاريون و ارزيابي فاصله ژنتيكي آن ها با استفاده از نشانگر SSR در قارچ خوراكي دكمه‌اي سفيد (Agaricus bisporus)

SSR markers for screening and estimating genetic distance of homokaryotic single spores in the white button mushroom (Agaricus bisporus)

تلاقي درون گونه‌اي مهمترين روش اصلاحي در قارچ دكمه‌اي سفيد براي بهبود نژادهاي تجاري آن مي‌باشد و اين مستلزم در اختيار داشتن جدايه‌هاي هموكاريون براي تلاقي است. چرخه زندگي خاص اين قارچ - هموتاليسم ثانويه - سبب شده تنها درصد كمي از بازيديوسپورها به صورت هموكاريون باشند. تشخيص و شناسايي جدايه‌هاي هموكاريون‌ها از جدايه‌هاي هتروكاريون بزرگترين مشكل پيش روي اصلاح‌گران بوده است. تاكنون روش مطميني براي تشخيص اين جدايه ها گزارش نشده است. در اين مطالعه از 10 نشانگر ريزماهواره (SSR) كه 9 عدد از آن ها هر كدام نماينده يك گروه لينكاژي از نقشه ژنتيكي اين قارچ بودند؛ همراه با آزمون ميوه‌دهي براي تشخيص هموكاريون ها استفاده شد. از 71 جدايه ي مورد آزمون برخي همانند والد مادري كه به عنوان شاهد در نظر گرفته شد داراي دو باند و برخي ديگر تنها حضور يكي از باندهاي والدي را نشان دادند. بر اساس نوع تركيب آللي، جدايه ها در دو گروه كلي هتروآلليك و هموآلليك قرار گرفتند. از گروه هموآلليك، 23 جدايه كه در تمامي جايگاه هاي بررسي شده الگوي تك آللي را نشان دادند به عنوان جدايه هموكاريون در نظر گرفته شدند. مقايسه نتايج حاصل از نشانگرهاي SSR و آزمون ميوه دهي بر روي جدايه‌ها نشان داد نتايج حاصل از آزمون ميوه دهي در مقايسه با نتايج نشانگرهاي SSR از اطمينان كمتري برخوردارند زيرا عدم ميوه دهي در جدايه هايي كه هتروكاريون بودن آن ها توسط نشانگر SSR مشخص شد، مشاهده گرديد. تشابه ژنتيكي محاسبه شده بر اساس ماتريس فاصله ژنتيكي بين23 جدايه هموكاريون بين 3/0 تا 1 متغير بود و اين جدايه ها در دندروگرام ترسيم شده به دو گروه كلي تقسيم شدند. نتايج نشان دادند مي توان با احتمالي بيش از 8/99 درصد نسبت به قطعيت هموكاريون بودن جدايه‌ها پس از اجراي آزمايش با 10 آغازگر SSR استفاده شده، اظهار نظر كرد.

Interspecies hybridization is considered as the most important tools for improving genetic characteristics of Agaricus bisporus, which require having compatible homokaryons to cross. One challenge is low percentage of homokaryons among the basidiospores because of the secondary homothalism of this mushroom. Therefore, selection and confirmation of homokaryons among single spore isolates has always been involved with laborious efforts and researchers struggle with it. In this study, we attempted to develop a high-throughput method with high accuracy for screening and confirmation of homokaryons. We used 10 SSR markers -that represented nine linkage map groups of Agaricus bisporus-. Of 71 isolates, several isolates showed two bands as the same as those that heterokaryotic parents did, while some of them showed only one band. We were able to divide the isolates into two main groups: homoallelic and heteroallelic. The homoallelic group included 23 isolates that were monoallelic in the whole sites; which were thus confirmed as homokaryons. Further, the findings of the molecular markers were compared to the observations of a fruiting test. The results revealed that isolates that were confirmed by SSR to be heterokaryotic did not produce fruit bodies in the fruiting test. These findings obviously suggested that fruiting tests are less reliable than SSR markers. Genetic variation among 23 putative homokaryons was also calculated with the NTSYSpc software. The genetic similarity was variable between 0.3-1 among the isolates. The isolates were divided into two main groups by dendrogram. The results showed that these 10 SSR markers are able to detect homokaryons with a probability rate over 99 percent.