豆类与菌类作物栽培研究的新成果
（一）探索豆类作物栽培的新信息
1．长豇豆驯化遗传基因探索的新进展
揭秘长豇豆的育种驯化史。2012年3月，浙江农科院蔬菜所李国景研究员率领的研究团队，以徐沛副研究员为第一作者，在《自然·遗传学》杂志上发表他们对长豇豆育种驯化的最新研究成果，认为亚洲人对豇豆三条特定染色体的持续人工选择，是导致长豇豆超长豆荚形成的遗传主因。
我国老百姓饭桌上常见的长豇豆，可具有长达1米的长荚。然而，在非洲，长豇豆的洋兄弟，即普通豇豆的豆荚，却只有人的手指般长短。是什么原因导致这种“两兄弟，大不同”的现象出现呢？该研究团队通过基因组学研究，来回答这个问题。
研究人员利用1127个单核苷酸多态性（一种DNA变异），标记分析了我国95份长豇豆资源，以及4份来自美国和非洲的普通豇豆DNA。通过以“全基因组连锁不平衡（LD）分析”为主的遗传学方法，结合日本学者提出的“LD变异组分分解”，研究人员确定长豇豆和普通豇豆“本是同根生”，并推测出其兄弟当年“分道扬镳”的可能图景：
最初豇豆的老祖宗生活在非洲，并且将种子供给当地人民作为蛋白质的主要来源。后来一小部分豇豆随人口流动迁移到了亚洲，但亚洲人并不喜欢吃它的豆子，却喜欢食用其嫩荚。于是人们一代代地选留那些荚长最长的豇豆种子进行繁殖，并且让它们彼此杂交并继续选择。千百年来，人们在不知不觉中对豇豆第5，7和11号染色体，进行了高强度的定向选择，而控制豇豆荚长的基因正位于这些染色体上。最终，在亚洲形成了拥有可长达1米超级豆荚的豇豆新亚种—长豇豆亚种。
徐沛解释说，这项研究，还首次提出在遗传上把长豇豆划分为“典型菜用型”和“非典型菜用型”两大类群，因为它们存在着明显的遗传“群体结构”。
2．豌豆基因组测序探索的新进展
完成豌豆首个参考基因组。2019年9月2日，国外媒体报道，格雷戈尔·孟德尔是遗传学的奠基人，被誉为现代遗传学之父。他发现了遗传学三大基本规律中的两个，分离规律及自由组合规律，统称为孟德尔遗传规律。孟德尔当年是通过豌豆实验揭示了这些遗传学规律，他进行了长达8年的豌豆实验，通过对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入微的观察和分析，最终揭示了生物遗传奥秘的基本规律。据说，孟德尔经常对客人指着豌豆十分自豪地说：“这些都是我的儿女！”。如果没有豌豆，这些遗传规律或许还要晚多少年才能面世。
然而，贡献如此之大的豌豆，它的基因组却一直未能获得破解。这其中的一个重要原因，是豌豆基因组非常大，有4.45Gb。但近年来，随着相关技术的发展，大型基因组的测序和组装已成为可能。
报道称，当天，法国勃艮第-弗朗什孔泰大学科学家朱迪思·布斯汀领衔，多国同行参加的研究团队，在《自然·遗传学》网络版，发表题为“豌豆参考基因组提供了对豆科植物基因组进化见解”的论文，表明其已经完成了豌豆的首个参考基因组，为豆科植物的基因组进化提供了新见解。豌豆是继大豆之后世界上第二重要的豆科植物。自18世纪以来，它一直被用作遗传模型进行研究。豌豆基因组之所以很大，可能是由于最近逆转录转座子的扩增和多样化。豌豆基因组的早期重新关联动力学研究表明，75％～97％是由重复序列群组成。
豌豆是重要的豆科植物，也是一种重要的蔬菜作物。这项新研究，以法国育种公司1973年发布的近交豌豆品种为材料，首次完成豌豆的基因组草图，包含七条染色体基因组注释信息。研究人员通过对不同豆科植物进行系统遗传学和古基因组学分析，发现豆科植物的基因组重排，并揭示重复序列在豌豆基因组进化中的重要作用。与其他已测序的豆科基因组相比，豌豆基因组具有强烈的动态化，可能与从其他豆科分化时的基因组扩张有关。在豌豆进化过程中，易位和转座在不同的谱系间发生差异。
总的来说，豌豆的参考基因组序列，为豆科植物基因组进化提供了新的见解。研究结果将加深对豆科作物重要农艺性状的分子基础的理解，同时对相关作物的遗传改良也具有重要的参考意义。
（二）探索食用菌类作物栽培的新信息
1．培育食用菌类作物的新进展
⑴首次人工培育成功野生食用菌松乳菇。2020年11月20日，中新社报道，中科院昆明植物研究所于富强博士及其研究团队，在松乳菇人工培育研究方面取得系列进展，并于近日在贵阳种植园内出菇。这是中国首次有充分证据显示的松乳菇人工培育成功。
松乳菇是红菇科、乳菇属真菌。这类真菌大部分可食用或药用且美味，其中以松乳菇最为著名，它与松露、松茸、牛肝菌、羊肚菌、鸡油菌等名贵野生食用菌比肩，在北半球各国被广泛采食。研究人员介绍道，松乳菇是典型的外生菌根型食用菌，与松树具有专性共生关系。菌根合成是实现人工培育的关键环节。2015年始，他们系统进行乳菇菌种收集、培养基优化、菌根合成和共生机制等方面研究。
于富强说：“我们使用6种松树与4种乳菇进行菌根合成，其中14个组合形成菌根，10个为首次报道，8个组合表现优异，在人工栽培上潜力较大。”自2018年4月始，研究团队陆续在云南、贵州、湖南、四川、山东、甘肃建立乳菇种植园16个，总面积超过100亩。至2020年11月，在贵阳2个种植园内的多棵树下，松乳菇和红汁乳菇分别出菇，菌根苗移栽至种植园时间仅为两年半。
该结果通过多人现场确认、视频记录、标本留存和微卫星DNA标记验证，是中国首次有充分证据显示的人工培育成功的松乳菇，也是3年幼龄林下松乳菇、红汁乳菇培育出菇的首次报道。
于富强透露，菌根型食用菌的人工培育，不同于香菇等腐生型食用菌的栽培模式，它利用树木和真菌之间的共生关系，通过无菌育苗、菌根合成、菌根苗移栽、种植园建立和后期管理，来实现人工培育和多年出菇。该模式结合植树造林，在苗木初长成时即开始出菇，此后可连续收获15～50年不等，是困难立地植被恢复、退耕还林和中低产田改造中不可多得的可持续发展模式。
⑵发现两个可食用的白块菌新物种。2021年12月，中科院昆明植物研究所于富强博士主持的研究团队，在《植物分类学》杂志发表论文称，他们在云南发现2个白块菌新物种，它们都具有一定食用和经济价值。
块菌隶属盘菌目块菌科，是一类著名的野生食用菌，其中以意大利白块菌和法国的黑孢块菌最为名贵，被誉为“厨房里的钻石”“地下黄金”等。因其生长在地下，依靠猪、鼠、兔等哺乳动物传播，常被中国西南各地百姓叫做“猪拱菌”，商业上多称为“松露”。
中国块菌资源丰富，物种数量在全球占比超过1/3，主要分布于西南山区。据统计，迄今，中国发现块菌70余种，其中云南报道40余种，且均为中国特有种。
该研究团队在大量野外调查、标本采集、形态解剖和系统发育研究的基础上，继此前发表的11个广义块菌新种后，近日再次在云南发现2个新物种：松露块菌和曲靖块菌，二者均属狭义的“白块菌”。
研究人员介绍，就已发表的多数块菌新种来看，具有明显的碎片化零星分布、生境特殊和宿主植物专一性强等特点，且主要依赖小型啮齿类动物等进行传播扩散；在市场上这些稀有物种经常被混杂在大宗块菌中销售，且多数尚未成熟，严重威胁它们的生存繁衍。20多年来，随着大规模商业化收购和不科学的采挖，块菌生境遭到极大破坏，局部块菌产量呈明显下降趋势，大部分物种处于易危或濒危境地。
研究人员建议，有关部门尽快将更多具有经济价值的块菌列入保护物种行列，并开展抢救式资源调查评价和种质收集保藏等研究，以保障中国西南这一独特生物资源的永续利用。
2．探索食用菌基因组测序的新进展
公布四种松露遗传路径与基因组。2018年11月14日，法国国家农业研究院南锡研究中心科学家弗朗西斯·马汀、克劳德·穆拉特负责的一个研究团队，在《自然·生态与演化》杂志网络版上发表的论文中，公布了4个松露物种的遗传路径及基因组。这是为期5年的“千种菌物全基因组测序计划”的一部分，该计划将填补对生命树最大分支之一的认识空白。
松露对生长环境的要求极其苛刻，且无法人工培育，产量稀少。其实，它是生长在植物根部真菌的长满孢子的子实体。能形成松露的真菌种类，已经独立演化了一百多次，几乎出现在肉质真菌的所有主要类群中。然而，人们对松露生活模式演化的根本疑问仍未得到解答。
该研究团队此次对珍贵的皮埃蒙特白松露、勃艮第松露、沙漠松露和猪松露的基因组，进行了测序。他们将这些基因组与佩里戈尔黑松露和无松露形成的真菌基因组进行比较，结果发现，虽然这些松露种从数亿年前分化以来就遵循各自独立的演化路径，但出乎意料的是，它们仍具有遗传相似性。例如，这些松露在与植物共生以及汲取土壤养分的能力方面，就具有相似的基因。
研究人员还发现，由于特定基因有限，松露不擅于分解它们所寄生植物的细胞壁。不过，松露含有大量能产生异味即挥发性有机物的基因，其产生的浓烈气味会吸引其他动物，如猪和松露猎狗，帮助扩散松露的孢子。
此次报告的4种松露的基因组，揭示了全球最稀有、最昂贵食材之一的遗传基础，研究结果将有效地弥补相关领域认识的严重不足。
