近日，生命科學(xué)學(xué)院杜習(xí)慧課題組與哈佛大學(xué)、斯德哥爾摩大學(xué)等單位合作發(fā)表羊肚菌最新研究成果，首次發(fā)現(xiàn)羊肚菌科子囊孢子可直接出芽產(chǎn)生分生孢子等重要生物學(xué)特征。
該研究成果以“《Cytological studies reveal high variation in ascospore number and shape and conidia produced directly from ascospores inMorchella galilaea》”為題發(fā)表在國(guó)際刊物《Frontiers in Microbiology》(中科院2區(qū)TOP，IF=5.2）上，并作為“Morels: Physiology, Genetics, and Interactions With the Environment”的專(zhuān)刊文章。
孢子是真菌生存和傳播的重要繁殖體。子囊菌門(mén)作為真菌界的重要類(lèi)群，主要產(chǎn)生兩類(lèi)孢子，通過(guò)有性生殖在減數(shù)分裂后產(chǎn)生子囊孢子，通過(guò)無(wú)性繁殖在有絲分裂后產(chǎn)生分生孢子（主要類(lèi)型）。子囊和子囊孢子是子囊菌的有性生殖結(jié)構(gòu)和有性孢子，然而無(wú)性孢子可以在有性生殖結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的這一特殊現(xiàn)象在子囊菌門(mén)中鮮有報(bào)道，這類(lèi)無(wú)性孢子也被稱(chēng)之為分生孢子（conidium）或子囊分生孢子（ascoconidium）。子囊菌的每個(gè)子囊內(nèi)一般產(chǎn)生8個(gè)橢圓形子囊孢子，盡管孢子的數(shù)目和形態(tài)在部分物種會(huì)出現(xiàn)變化，然而在同一物種甚至同一子實(shí)體出現(xiàn)子囊孢子數(shù)目和形態(tài)高度變化的現(xiàn)象并不常見(jiàn)。調(diào)查不同子囊菌的子囊、子囊孢子和子囊內(nèi)不同孢子的數(shù)目、形態(tài)、發(fā)育和細(xì)胞核狀態(tài)對(duì)于認(rèn)識(shí)子囊菌的細(xì)胞生物學(xué)、繁殖方式和生活史具有重要的生物學(xué)意義。羊肚菌屬（Morchellaspp.）隸屬于子囊菌門(mén)、盤(pán)菌綱、羊肚菌科，是一類(lèi)珍稀食藥用真菌，近年來(lái)炙手可熱，科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值日益倍增，然而有關(guān)羊肚菌的生活史和個(gè)體發(fā)育的很多生物學(xué)問(wèn)題依舊未知。
圖1a：秋天羊肚菌（Morchella galilaea）; 圖1b：秋天羊肚菌不同形態(tài)的子囊孢子;圖1c：同等比例尺下秋天羊肚菌不同形態(tài)的孢子和不同孢子萌芽方式的示意圖。
杜習(xí)慧課題組對(duì)羊肚菌屬物種秋天羊肚菌（Morchella galilaea）開(kāi)展分子、形態(tài)和細(xì)胞生物學(xué)等研究，首次在羊肚菌屬中發(fā)現(xiàn)具有1-16個(gè)孢子的子囊，子囊內(nèi)孢子的形狀和大小存在顯著差異，并且羊肚菌的子囊孢子可以通過(guò)兩種方式萌發(fā)：1）通過(guò)萌發(fā)芽管形成菌絲；2）通過(guò)出芽生殖在子囊孢子的一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)位點(diǎn)直接出芽形成分生孢子。子囊孢子出芽生殖產(chǎn)生分生孢子的現(xiàn)象在盤(pán)菌綱中僅有零星報(bào)道；在羊肚菌科中本次則屬于首次發(fā)現(xiàn)。秋天羊肚菌的子囊孢子具有0 到20個(gè)左右不等的細(xì)胞核，而子囊孢子產(chǎn)生的分生孢子具有1-6個(gè)細(xì)胞核。細(xì)胞核可以從子囊孢子遷移到分生孢子。秋天羊肚菌產(chǎn)生多孢或少孢子囊的現(xiàn)象可能與子囊孢子出芽產(chǎn)生分生孢子、子囊內(nèi)多次有絲分裂、有絲分裂缺失、細(xì)胞核退化或胞質(zhì)分裂缺陷等有關(guān)。本研究不僅對(duì)認(rèn)識(shí)羊肚菌屬真菌的生活史提供了新見(jiàn)解，拓寬了對(duì)盤(pán)菌綱真菌孢子形成和繁殖策略的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也呼吁關(guān)注盤(pán)菌綱內(nèi)更多類(lèi)群子囊孢子直接產(chǎn)生分生孢子及孢子數(shù)目和形態(tài)多變的現(xiàn)象，對(duì)全面認(rèn)識(shí)子囊菌的個(gè)體發(fā)育和生活方式多樣性具有重要的生物學(xué)意義。
圖2a：秋天羊肚菌子囊孢子萌發(fā)和出芽生殖產(chǎn)生分生孢子;圖2b：秋天羊肚菌子囊孢子、芽管和子囊孢子所產(chǎn)生的分生孢子的細(xì)胞核狀態(tài)。
杜習(xí)慧副教授為該論文第一作者兼通訊作者，哈佛大學(xué)Donald H. Pfister教授、斯德哥爾摩大學(xué)Hanna Johannesson教授、烏普薩拉大學(xué)Martin Ryberg教授、重慶師范大學(xué)王思月女士、中國(guó)科學(xué)院昆明植物所郭永杰博士、重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院韋靜宜博士為共同作者。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、重慶市科技局-市教委創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目、重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究青年項(xiàng)目、重慶市食用菌種質(zhì)資源庫(kù)項(xiàng)目、重慶市現(xiàn)代山地特色高效農(nóng)業(yè)蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等的經(jīng)費(fèi)支持。
