茭白人工孕茭体系的建立及优化

茭白是由活体营养型真菌一菰黑粉菌(Ustilago esculenta)侵染菰(Zizania latif olia)后,在菰茎部形成的可食用肉质茎,已成为我国第二大水生蔬菜.传统的茭白种植及育种途径人力、物力投入较大,田间种植的正常茭白常出现品种的退化,还容易产生灰茭和雄茭,严重影响茭白种植的收益.本研究建立并优化了菰黑粉菌人工接种体系,即在25℃光照12h,22℃黑暗12h的温室环境中,以薹管萌发10～20 d的野生菰幼苗茎基部用OD600值为2.0的菰黑粉菌性亲和单倍体菌株UET1和UET2混合菌液注射,孕茭率达到80％以上.进一步通过转录组数据分析筛选出与灰茭中冬孢子发育的干扰因子基因(interfered factors in teliospores development,Itd1) (GenBank No.MK164419),通过同源重组的方法对菰黑粉菌单倍体菌株UET1和UET2进行基因敲除,获得1对冬孢子发育的干扰因子基因缺失菌株UET1△Itd1(CGMCC No.16723)和UET2△Itd1 (CGMCC No.16724),利用优化的人工接种技术侵染野生菰幼苗,获得了可以孕出正常茭白的植株.以上工作可以提供一种新的高效稳定的茭白育种途径,为实现茭白的人工育种提供可靠的理论及技术基础;同时对后续深入研究菰黑粉菌的二型态转换、菌丝生长或冬孢子形成提供理论基础.