食用菌的遗传与育种

第四章

食用菌的遗传与育种第一节食用菌的生活史第二节遗传变异第三节食用菌品种选育第一节食用菌的生活史一、初生菌丝和次生菌丝二、同宗结合与异宗结合同宗结合（自交亲合）：由同一孢子萌发的菌丝间能通过自体结合而产生有性孢子，这一自交可育的生殖方式称为同宗结合(homothallism)。这类真菌占10%初级同宗结合：由同核菌丝体产生的同宗结合称为初级同宗结合。如粪鬼伞。次级同宗结合：由异核菌丝体产生的同宗结合称为次级同宗结合。如双孢蘑菇。异宗结合（自交不育）：必须由不同性别的菌丝接合产生的双核菌丝才具有结实性，可产生有性孢子，这种自交不育的有性生殖方式称为异宗结合(heterothallism)。约占90%的真菌是异宗结合。如香菇、平菇、木耳、金针菇等。①二极性：性别由一对遗传因子Aa控制，只有当两个单核菌丝所带的等位基因不同时才结合形成双核菌丝，产生有性孢子。如木耳、滑菇等，这一类约占35%②四极性：由两对独立的遗传因子Aa、Bb所决定。减数分裂产生的四个担孢子分属AB、Ab、aB、ab4种类型。占55%，属于四极性的真菌只有同时具有两对等位基因(Aa、Bb)时才能完成有性生殖。如香菇、平菇、金针菇。研究食用菌菌丝性别的意义属于同宗结合的菌类，大部分单孢子萌发的菌丝可以形成子实体，可采用单孢子纯菌丝栽培；但属于异宗结合的食用菌单靠单孢子萌发的菌丝体不会形成正常的子实体，必须通过不同性别的单孢子或单核菌丝间的配对，才可能形成子实体，完成生活史，通过出菇试验证实后，才能扩大规模，应用于生产。布勒现象：同种菌株间其单核体菌株会被双核菌株双核化，这种交配现象被称为布勒现象，即双--单核杂交。三、生活史模式：1、草菇生活史。初级同宗结合。子实体－担子－核配－担孢子－萌发－初生菌丝－质配－双核菌丝－针头期－小钮期－钮期－蛋期－伸长期－子实体2、平菇的生活史（异宗结合，双因子控制）：子实体－担子－核配－担孢子（AaaBAbab）－萌发－单核菌丝（AB&abAb&aB）－质配－双核菌丝－扭结期－桑椹期－珊瑚期－子实体3、黑木耳生活史异宗结合，单因子控制，二极性子实体－担子－核配－担孢子（减数分裂）－单核菌丝－质配－双核菌丝－扭结－原基－子实体蹄形分生孢子4、蘑菇生活史5、竹荪生活史第二节遗传变异一、遗传三大规律分离规律：每一对性状由一对基因控制，隐性与显性可在后代中分离。自由组合定律：两对或两对以上基因的分离组合互不干扰。连锁与交换规律：同源染色体上两个非等位基因之间距离越近，越易连锁，距离越远，越易发生重组。二、突变1、突变三个特点①随机性②自发突变率低③基因突变是可逆的,但正变率高于回变率2、突变的类型①基因突变：染色体DNA分子某一点上的化学变化又称点突变。②染色体畸变：染色体结构和数量上的变化（物理变化）3、突变机制

①碱基置换：转换：嘌呤换嘌呤颠换：嘌呤换嘧啶②移码突变③缺失④插入4、突变原因：物理原因、化学原因或病毒寄生导致。自发突变：①碱基分子结构的变化(互变异构体的变化)②细胞内部代谢产物(如H2O2等)诱发DNA突变③外部物化条件三、重组两种或两种以上的不同DNA分子.在同一生物体内经过交换作用而产生新的DNA的现象。

四分子分析减数分裂所形成的4个产物①亲本型PD(ABABabab)不交换：二线双交换：②非亲本型NPD(AbAbaBaB)四线双交换：③四型TT(ABAbaBab)单交换：三线双交换：有性生殖与准性生殖准性生殖：营养菌丝有丝分裂时可发生重组的现象又称体细胞重组。有性生殖：重组发生在减数分裂期。第三节食用菌品种选育品种选育的方法：引种自然选种诱变育种杂交育种原生质体融合一、引种引种是指从外地引进新的食用菌新种类、新品种或新植株，进行试种，选择适合本地区地理气候等条件并符合经济要求的，可以直接投入生产的品种。广义的引种还包括从异地引进育种用的种质资源，利用其某些优良性状，作为育种亲本。食用菌的驯化是指从野生食用菌中，进行分离培养，完善其生产技术，使之变为人工栽培的食用菌。引种首先要作好档案记载，包括名称、来源、产地及主要特征等。其次是以本地当家品种为对照，将引进的，进行小规模的试验，合适的进行扩大试验，示范推广。引种时应注意的原则和方法：1、尊重引种国家或地区的种子法规。2、对所引进品种的目的性要明确。如鲜食、制罐等。3、能适应当地的生态条件。4、能适应当地的栽培及消费习惯。5、引进较远或性状差异较大的品种。二、自然选种选种又称选择育种，是指利用自然界现有的变异，经过选择培育获得新品种的方法。包括以下步骤：1、品种资源的收集品种不同地区：不同海拔高度、不同纬度、不同基物上生长的野生菌。并记录采集时间、地点、海拔、坡向、土质、阴蔽度、基物等。2、纯种分离。（详见第5章）种木分离3、生理性能测定：菌丝生长速度、生长势。4、品比试验：选用瓶栽、压块、段木栽培等比较各菌株的生产性能。并记录各菌株的产量、菇形、温性、干鲜比.始菇期等形态生理和栽培特性。5、扩大试验：每一菌丝一次试验不小于500根(段木)；每一菌株一次试验不小于50m2(袋料)。6、示范推广。三、诱变育种1、诱变育种中的几个基本问题(1)诱变剂的选择化学诱变剂：①以假乱真的碱基类似物5-BU②改变DNA化学结构的.如亚硝酸.烷化剂③结合在DNA分子上，造成核苷酸增减引起移码突变，如丫啶类。物理诱变剂：紫外线，X—射线，γ—射线，a—射线，β—射线，快中子，超声波等。（2）选好出发菌株。常用：(1)生产中已发生自然变异的菌株。(2)生长速度快，营养要求低，出菇早，适应性强的菌株。(3)对诱变剂敏感的菌株。（3）诱变对象的状态1、单细胞均匀悬液。通常孢子浓度为108－109个/ml。2、处理的细胞为单核孢子而非双核菌丝。3、孢子应稍加萌发（更敏感）。（4）诱变剂量的确定。杀菌率=（未被处理菌株体长出的菌数—被处理菌体长出的菌数）/（未被处理菌体长出的菌数）一般诱变率随剂量提高而增高，但过量后杀菌率过度反而影响诱变效果。诱变剂量与杀菌率成正比。通常低剂量多出现正变，高剂量多出现负变。见杨新美《食用菌栽培学》，P592．诱变步骤

出发菌株↓制备孢子悬液 ↓诱变处理↓活菌计数并求出成活率涂布培养皿↓观察形态变异的菌落并计算突变率挑菌移植↓初筛斜面传代↓复筛试验，示范，推广3．筛选

P92（1）抗性突变株筛选：Ⅰ。药物临界致死浓度分离法Ⅱ。梯度分离法（2）形态突变株：

肉眼观察。如杨树菇白色变种。（3）温度条件株：置于不同温度下培养。（4）营养缺陷型突变株的筛选1、富集：

孢子悬液量于基本培养液，28℃振荡10-20小时使野生型萌发，突变型不萌发，纱布滤去野生型菌丝。2、检出：涂于完全培养基上，待萌发后挑于基本培养基上，再接于完全培养基上。3、鉴定：缺陷型涂布于基本培养基上，洒上各营养物颗粒，颗粒周围有生长，即为该营养物缺陷型。四、杂交育种。亲本菌株

↓用单孢分离器或平板稀释等方法获得单孢分离单孢

↓将各单个担孢子萌发生成的单核菌丝在平板上两两配对

配对杂交↓通过标记，回交等方法鉴别杂种

杂种鉴定↓通过小型栽培试验淘汰多数表现一般的菌株

初筛↓通过更精确的试验选出少数优良菌株

复筛↓

扩大试验↓

示范推广五、原生质体融合1、制作菌株标记

抗药性，温度敏感型，营养缺陷型，形态，颜色作标记。2、原生质体制备

酶：几丁质酶类（如蜗牛酶）和纤维酶。菌丝菌龄：培养2-3天渗透压稳定剂：甘露醇，蔗糖，KCl，NaCl（）等。渗透压可保持原生质体免于膨胀，有助于酶与底物结合。3、原生质体融合促使原生质体融合的方法有两种：一是在纯化的配对原生质体中加入融合剂，促进融合。二是利用电融合技术，使原生质体粘聚并融合。促进剂：聚乙二醇PEG4000-6000