食用菌的遺傳和育種培訓(xùn)課件

食用菌的遺傳和育種一食用菌的繁殖方式二食用菌的生活史三食用菌的育種技術(shù)2食用菌的遺傳和育種食用菌遺傳和變異的規(guī)律及分子機制食用菌的生活史食用菌的交配類型和繁殖模式食用菌遺傳學(xué)有性生殖中基因的遺傳分析細胞質(zhì)遺傳雜種優(yōu)勢的原理及應(yīng)用食用菌育種食用菌育種的原理、技術(shù)路線和方法3食用菌的遺傳和育種一食用菌的繁殖方式

多數(shù)食用菌完整生活史包括無性及有性兩個階段，主要進行從擔(dān)孢子萌發(fā)再到新一代擔(dān)孢子產(chǎn)生的有性生殖過程，其間要經(jīng)過質(zhì)配、核配及減數(shù)分裂三大步驟。

4食用菌的遺傳和育種無性繁殖無性繁殖：不通過有性生殖細胞的結(jié)合，而由親代直接產(chǎn)生新個體的生殖方式叫無性繁殖，食用菌的無性繁殖主要有以下幾種形式：1.以菌絲斷裂的方式繁殖；2.以產(chǎn)生無性孢子的方式繁殖：如香菇產(chǎn)生節(jié)孢子，雙孢蘑菇產(chǎn)生次生孢子，草菇產(chǎn)生厚垣孢子，黑木耳產(chǎn)生鉤狀分生孢子等；3.以出芽方式繁殖。5食用菌的遺傳和育種

無性孢子在不良條件下有較強抗性，在適宜條件下可再萌發(fā)為原來的一級菌絲或二極菌絲，繼續(xù)進行有性生活過程。6食用菌的遺傳和育種有性繁殖通過有性生殖細胞的結(jié)合，產(chǎn)生新個體的繁殖方式，叫有性繁殖。孢子核基因的不同就決定了其所萌發(fā)成的單核菌絲的不同性別。有性繁殖根據(jù)進行質(zhì)配的單核菌絲的性別，又可以分為以下兩種形式。（一）同宗結(jié)合（二）異宗結(jié)合7食用菌的遺傳和育種

同宗結(jié)合：即質(zhì)配發(fā)生在同一個孢子萌發(fā)的兩條單核菌絲之間，不需與異性結(jié)合，又稱自交親和，這種自交可育的繁殖方式稱為同宗結(jié)合?？煞譃槌跫壨诮Y(jié)合和次級同宗結(jié)合。其擔(dān)孢子的基因性完全一致。

8食用菌的遺傳和育種初級同宗結(jié)合

擔(dān)孢子只含有減數(shù)分裂后產(chǎn)生的4個核中的一個，單核擔(dān)孢子萌發(fā)形成的單核菌絲細胞間不須經(jīng)過異體菌絲的融合，就可自己發(fā)生雙核化，并完成核配和減數(shù)分裂的有性生活史的全部過程。草菇即屬于這一類型。9食用菌的遺傳和育種次級同宗結(jié)合每個擔(dān)子只產(chǎn)生2個擔(dān)孢子，每個擔(dān)孢子內(nèi)含有減數(shù)分裂后形成的4個核中具有不同交配型基因的2個核，雙核擔(dān)孢子萌發(fā)后形成可孕的多核的異核菌絲體，這種菌絲體不與其他菌絲交配就可自行完成有性生活史。雙孢蘑菇即屬于這一類型10食用菌的遺傳和育種異宗結(jié)合：大多食用菌的擔(dān)孢子或單核菌絲有“雌”、“雄”性之分（常用“＋”、“－”表示）。其性別是由遺傳因子控制的，只有異性的單核菌絲，才能質(zhì)配成雙核菌絲，而同性別的菌絲永不親和，也不產(chǎn)生有性孢于，這種現(xiàn)象稱異宗結(jié)合，也稱自交不育。11食用菌的遺傳和育種90％的菌類屬異宗結(jié)合，有兩種類型：二極性和四極性。

二極性（25%）是由一對遺傳因子（A—a）所控制的，這類食用菌所產(chǎn)生的擔(dān)孢子以及其萌發(fā)的初生菌絲，不是A型，就是a型，四個擔(dān)孢子分屬二種類型，即二個是A，二個是a，兩兩相等，稱為二極性。只有組成Aa時，才能出現(xiàn)正常的鎖狀聯(lián)合，形成雙核菌絲體，最后發(fā)育成子實體。如果各擔(dān)孢子萌發(fā)的單核菌絲，讓其自己配對，可育率有50％（表1），黑木耳、渭菇等屬于二極性菌類。12食用菌的遺傳和育種表1二極性組合的可育情況

孢子性別AAaaA－－＋＋A－－＋＋a＋＋－－a＋＋－－十表示兩者可育－表示兩者不可育，可育率有50％。13食用菌的遺傳和育種四極性（65%）

大部分食用菌的性別是由二對獨立分離的遺傳因子（A—a和B—b）所控制的。四個擔(dān)孢子的性基因，分別是AB、Ab、aB、ab四種類型，近似四種性別，稱為四極性。屬于四極性初生菌絲，只有AaBb的組合才是可育的，可育率25％（表2），香菇、樸菇、平菇、銀耳、毛木耳等即屬四極性菌類14食用菌的遺傳和育種表2四極性組合的可育情況

孢子性別ABAbaBabAB－0－0－＋Ab－－＋0－0aB－0＋0－0－0ab＋0－0－－0000十表示兩者可育－表示兩者不可育15食用菌的遺傳和育種無論是同宗結(jié)合或異宗結(jié)合，都是細胞質(zhì)的結(jié)合，細胞核并不結(jié)合，只是緊靠地排列成對。這些偶對細胞核繼續(xù)不斷地分裂，形成大量的新細胞，使菌絲體迅速地生長發(fā)育。16食用菌的遺傳和育種二食用菌的生活史生活史的概念所謂生活史，是指生物一生所經(jīng)歷的生長發(fā)育和繁殖階段的生活周期(全過程)。食用菌的生活史是指從孢子到孢子的整個生長發(fā)育過程。多數(shù)食用菌的生活史是：擔(dān)孢子擔(dān)孢子萌發(fā)初生菌絲（單核菌絲）兩條可親和的初生菌絲融合次生菌絲（雙核菌絲）子實體原基子實體擔(dān)孢子17食用菌的遺傳和育種食用菌中傘菌類的典型生活史

食用菌中多數(shù)傘菌類的典型生活史由以下幾個階段組成：擔(dān)孢子萌發(fā)，生活史開始：單核菌絲（初生菌絲）開始發(fā)育。兩條可親和的單核菌絲通過融合進行質(zhì)配，形成雙核菌絲體。多數(shù)食用菌的雙核菌絲具有鎖狀聯(lián)合。雙核菌絲能夠獨立地、無限地繁殖，有些種的雙核菌絲能產(chǎn)生粉孢子、厚垣孢子等無性孢子。18食用菌的遺傳和育種在適宜的環(huán)境條件下，雙核菌絲發(fā)育成結(jié)實性菌絲(三生菌絲)并組織化，產(chǎn)生子實體。如冬蟲夏草、茯苓等。子實體菌褶表面或菌管內(nèi)壁的雙核菌絲的頂端細胞發(fā)育成擔(dān)子，進入有性生殖階段。

19食用菌的遺傳和育種8.來自兩個親本的一對交配型不同的單倍體核在擔(dān)子中融合，進行核配，形成一個雙倍體核；雙倍體核進行減數(shù)分裂，結(jié)果產(chǎn)生四個單倍體核；擔(dān)子頂端生4個小梗，小梗頂端膨大成幼擔(dān)子，各個單倍體核分別移至擔(dān)子小梗的頂端，形成擔(dān)孢子。至此，完成了一個完整的生活史。20食用菌的遺傳和育種

核融合Nuclearfusion減數(shù)分裂meiosis

擔(dān)孢子梗sterigmataBasidiospores擔(dān)孢子Basidium（擔(dān)子）21食用菌的遺傳和育種22食用菌的遺傳和育種三、有性繁殖過程中細胞核的變化一是質(zhì)配后開始的異核雙核階段，即異核雙核期。具有產(chǎn)生子實體的能力，是大部分食用菌的主要存在形式；二是核配后開始的短暫的雙倍核期；三是核配馬上進行減數(shù)分裂，每個細胞中都有4個單倍體核，稱為單核期，此期亦短暫。

23食用菌的遺傳和育種四、食用菌中幾種有代表性的生活史類型

各種食用菌的生活史，由于控制有性過程的基因不同而有差異，下面舉幾個有代表性的食用菌生活史類型。草菇的生活史：初級同宗結(jié)合24食用菌的遺傳和育種

雙孢蘑菇的生活史：次級同宗結(jié)合25食用菌的遺傳和育種●黑木耳的生活史：異宗結(jié)合，單因子控制，二極性26食用菌的遺傳和育種▲香菇的生活史：四極性異宗結(jié)合，雙因子控制、四極性

27食用菌的遺傳和育種28食用菌的遺傳和育種銀耳的生活史：異宗結(jié)合，雙因子控制，四極性

29食用菌的遺傳和育種第三節(jié)食用菌的育種技術(shù)

食用菌栽培是一系列復(fù)雜操作的工作程序，包括種菇選擇、母種選育與保存、菌種制備、出菇管理及市場銷售等，每個程序都有至關(guān)重要的細節(jié)操作。但育種是這些工作中首要的一項工作，沒有優(yōu)良的菌種，不管其他工作程序準備及管理得多么好，都會造成減產(chǎn)或失敗。30食用菌的遺傳和育種育種的首選目標高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗逆性強具有廣泛的適應(yīng)性特殊的育種目標31食用菌的遺傳和育種一、引種與選擇育種

（一）引種引種應(yīng)遵照以下原則和程序進行：了解供種單位了解品種了解擬引進品種的生物學(xué)特性和栽培要點先試種再擴大品種配套32食用菌的遺傳和育種（二）選擇育種

選擇育種是最古老、最簡便、應(yīng)用最廣的選種方法。它是先分離和收集各地的有關(guān)菌株，然后通過生產(chǎn)試驗比較各菌株的生產(chǎn)性能，選留最優(yōu)者。不斷淘汰劣等菌株，選留優(yōu)秀菌株，就能使生產(chǎn)豐收，質(zhì)量穩(wěn)定。33食用菌的遺傳和育種選擇育種是指人工選擇，實質(zhì)是用人工方法控制食用菌的生殖，在食用菌的生殖過程中，人為地促進自然條件下發(fā)生的有益的變異積累，經(jīng)過長期的去劣存優(yōu)的人為的選擇作用，不斷淘汰人們不需要的個體，保留符合人類需要（育種目標）的個體，就可逐步選擇出符合育種目標的新品種。34食用菌的遺傳和育種食用菌選擇育種的重點是進行不同菌株間的選擇。人工選擇育種不能改變個體的基因型，只是積累和利用自然條件下發(fā)生的有益變異，使其向著人們希望的方向積累，形成新的品種。具體步驟如下：35食用菌的遺傳和育種1、資源的收集與采集

不同菌株采集地點的地理條件應(yīng)有明顯的差別，采集野生標本時，還應(yīng)注意兩個采集點之間盡量遠一些，同時采集不同地形、坡度、坡向的野生標本。2、生理性狀測定

菌株擷頏性試驗同工酶譜和酶活性測定菌絲生長速度測定36食用菌的遺傳和育種3、菌株出菇性能比較試驗

比較各菌株的優(yōu)劣，詳細記錄各菌株的產(chǎn)量、菇形、溫性、干鮮比、始菇期、菇潮間隔、形態(tài)等。為了試驗的準確性，要保證菌種的質(zhì)量，培養(yǎng)基配方，接種，管理措施等可能影響結(jié)果的因素，盡可能使之一致。試驗還應(yīng)按生物統(tǒng)計原理進行安排。37食用菌的遺傳和育種4、擴大栽培試驗

上述的品種評比結(jié)果僅是個階段性的成果，還應(yīng)和當(dāng)?shù)氐漠?dāng)家菌株同時進行栽培，證實它是更優(yōu)良的菌株。5、示范推廣試驗

經(jīng)擴大試驗后，將選出的優(yōu)良品種放到有代表性的試驗點進行示范性生產(chǎn)，待試驗結(jié)果進一步確定之后，再由點到面推廣。38食用菌的遺傳和育種二、誘變育種

誘變育種是利用物理或化學(xué)因子處理食用菌的細胞群，促使其細胞中的遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而引起其遺傳性變異，然后從變異的細胞中篩選出少數(shù)具有優(yōu)良新性狀變異的菌株。39食用菌的遺傳和育種（一）基因突變

突變：是指遺傳物質(zhì)發(fā)生了穩(wěn)定的可遺傳的變化。包括染色體畸變和基因突變兩大類?；蛲蛔兊念愋?/p>

◆按突變體表型特征的不同，將突變分為4個類型：形態(tài)突變型發(fā)生細胞形態(tài)、菌落形態(tài)或子實體改變。生化突變型沒有形態(tài)改變而生化特性發(fā)生改變。致死突變型由于基因突變而造成個體死亡或生活力下降的突變型。條件致死突變型某些條件下成活，而另外條件下致死。40食用菌的遺傳和育種按突變所引起的遺傳信息的改變可將突變分為3類：錯義突變突變造成一個不同氨基酸的置換。同義突變堿基突變后編碼的氨基酸與野生型氨基酸相同。無義突變堿基突變后形成終止密碼子，使蛋白質(zhì)合成提前終止。按遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，可分：堿基置換、移碼、DNA片段插入和缺失。

41食用菌的遺傳和育種

堿基置換：是指DNA中核苷酸的一個堿基被另一個堿基所取代。有顛倒和轉(zhuǎn)換兩種。顛倒是一個嘌呤被一個嘧啶或一個嘧啶被一個嘌呤取代，而轉(zhuǎn)換是一個嘌呤被另一個嘌呤或一個嘧啶被另一個嘧啶取代。

A:TT:AAT

C:GG:CCG

對角線=轉(zhuǎn)換縱橫線=顛倒

基因突變的分子基礎(chǔ)

42食用菌的遺傳和育種

移碼:由于在DNA分子的編碼區(qū)插入或缺失非3的整數(shù)倍個核苷酸而導(dǎo)致的閱讀框架的位移。因為遺傳是按3個堿基為一組依次排列而成的，當(dāng)在起始密碼子后加入非3的整數(shù)倍個核苷酸后，整個氨基酸序列就會打亂。

缺失或重復(fù):

大片段的缺失或重復(fù)是基因突變的主要原因之一。

43食用菌的遺傳和育種

遺傳育種上常用的幾種突變體

營養(yǎng)缺陷突變體由于代謝障礙而成為必須添加某種物質(zhì)才能生長的突變體。溫度敏感突變體可在某一溫度下生長而在另一溫度下不生長的突變體?？剐酝蛔凅w對某種藥物具有一定抵抗能力的突變體。

44食用菌的遺傳和育種

基因突變的規(guī)律

隨機性：從時間、個體、位點和所產(chǎn)生的表型變化等方面都有明顯的隨機性獨立性：基因突變是獨立發(fā)生的，與另一個基因的突變之間互不相關(guān)。45食用菌的遺傳和育種穩(wěn)定性：突變性基因和野生型基因一樣，具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，也是可遺傳的?？赡嫘裕阂吧突蚩赏蛔?yōu)橥蛔冃曰?，同樣突變性基因可突變?yōu)橐吧突颉Ｒ话惆亚罢叻Q為正向突變，后者稱為回復(fù)突變。稀有性：是指在正常情況下，突變率是很低的。46食用菌的遺傳和育種（二）誘變因素堿基的類似物，常用的有5-溴尿嘧啶（BU）堿基化學(xué)修飾物亞硝酸引起的氧化脫氨反應(yīng)羥胺的致突變作用烷化劑的致突變作用，常見的有EMS、NTG、EES和芥子氣誘變因素分物理因素和化學(xué)因素兩大類化學(xué)因素：47食用菌的遺傳和育種嵌合劑和移碼突變常用的嵌合劑有吖啶橙、二氨基吖啶和吖啶黃素等。物理因素：輻射誘變紫外線（UV）、X射線、α射線、β射線、γ射線、中子射線、超聲波、激光衛(wèi)星和宇宙飛船搭載，利用超真空、超低重力的作用，進行誘變育種。48食用菌的遺傳和育種（三）誘變對象是單細胞或細胞少的菌絲片段，并呈均勻的懸浮狀態(tài)。這有利于均勻地與誘變劑接觸。誘變的細胞應(yīng)處于生理活動期。稍加萌發(fā)的孢子比休眠狀態(tài)的孢子對誘變劑的敏感增強數(shù)倍，誘變效果好。被處理的細胞最好是單核的。細胞內(nèi)有兩個核時，兩核內(nèi)的遺傳物質(zhì)對誘變劑的反應(yīng)可能不同，在其后代會出現(xiàn)不純的菌落。49食用菌的遺傳和育種（四）誘變育種的基本方法

1、制備菌懸液（孢子）細胞誘變處理最好是單核的。處理時最好使細胞處于懸浮狀態(tài)，懸液濃度應(yīng)控制在106個/mL，一般用物理因子處理懸液用生理鹽水配制，用化學(xué)誘變處理則用緩沖溶液配制。2、誘變劑的選擇50食用菌的遺傳和育種3、誘變的處理育種工作中常用殺菌率來表示各種誘變劑的相對劑量。誘變率隨劑量的增高而增高，但并不是越高越好。物理誘變實驗室普遍使用的是紫外線。步驟如下：在誘變箱中裝15W的紫外燈管先預(yù)熱20min將5mL孢子懸浮液移入直徑6cm的培養(yǎng)皿或10-12mL孢子懸浮液移入直徑9cm的培養(yǎng)皿中打開蓋在距離紫外燈管30cm處照射0.5-5min處理后可直接稀釋涂平板增殖培養(yǎng)時必須用黑紙包住三角瓶。51食用菌的遺傳和育種化學(xué)誘變

現(xiàn)以應(yīng)用較多的化學(xué)誘變劑甲基磺酸乙酯（EMS）為例，簡要介紹其使用方法。處理食用菌孢子時，其濃度一般為0.1-0.4mol/L，下面以0.15mol/L為例：將食用菌孢子懸浮在0.1mol/L，PH7.0的磷酸鹽緩沖液中，孢子濃度為106個/mL。9cm孢子懸浮液中加入濃度為0.15mol/L甲基磺酸乙酯溶液1mL，搖勻后保溫3-6小時，也可適當(dāng)延長或縮短時間。離心、洗滌，稀釋涂平皿或加入基培養(yǎng)過夜后再涂平板。52食用菌的遺傳和育種4、挑選突變株誘變后的孢子培養(yǎng)長出菌落后應(yīng)及時挑選菌落。同宗結(jié)合的菌株選擇發(fā)育健全的單個菌落。異宗結(jié)合的選擇兩個可親和的單核菌落配對。最后進行栽培實驗，比較生產(chǎn)性能。選出的菌株中，發(fā)生突變的僅占少數(shù)。而產(chǎn)生顯著高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)正向突變的菌株更是極少數(shù)。因此，誘變育種中，初篩的菌株不可過少，通常選擇100-1000個菌株，并設(shè)置重復(fù)，以確保實驗的可靠性。53食用菌的遺傳和育種三、雜交育種

雜交育種是培育菌種的有效手段。雜交是通過2個或幾個親株的染色體片段的交換或重行組合而獲得新性狀的。進行雜交時，親代必需有標記。通過雜交親代的選擇，就能得到融合親代優(yōu)點而除去親代缺點的優(yōu)良菌種,使生產(chǎn)水平大幅度地提高。54食用菌的遺傳和育種雜種優(yōu)勢：食用菌通過有性雜交，進行基因的重新組合后，在雜交菌株中可能出現(xiàn)在生長速度、生活力、繁殖力、抗逆性以及產(chǎn)量和品質(zhì)上的明顯改進，這種現(xiàn)象叫雜種優(yōu)勢。按其性狀大致可以分為三類:▲雜種營養(yǎng)體發(fā)育比較旺的營養(yǎng)型▲雜種生殖器官比較旺的生殖型▲對外界不良環(huán)境條件適應(yīng)能力較強的適應(yīng)型55食用菌的遺傳和育種1.親本的選擇雙親本都要有突出的優(yōu)點親本之間要有較大的遺傳差異雜交親本應(yīng)具有較好的配合力2.雜交的方式主要有兩種方式：單核菌絲和單核菌絲交配單核菌絲和雙核菌絲交配（一）雜交育種的基本原則56食用菌的遺傳和育種3.雜交子的選擇異宗結(jié)合的食用菌：親本的性別本身即可作為標記。一般來說，只要雜交的兩個親本確實是單孢分離物，那么雜交后凡出現(xiàn)雙核菌絲的組合，并能正常結(jié)實，就證明兩親本是能雜交的。同宗結(jié)合的食用菌：由于自交可孕，這就增加了選擇雜交子的難度。一般而言，次級同宗結(jié)合的每個擔(dān)子著生2個擔(dān)孢子（占81.5%），而著生4個擔(dān)孢子（占1.2%），它們是自交不孕的，這就為雜交育種提供了可能。其余同宗結(jié)合的要對親本加以特殊標記，常用的遺傳標記為營養(yǎng)缺陷型和抗藥性。57食用菌的遺傳和育種（二）雜交育種的方法雜交育種的一般程序為：選擇親本 單孢分離 雜交配對轉(zhuǎn)管繁殖初篩復(fù)篩 試驗 示范推廣。1.單孢分離玻片稀釋分離法平板稀釋分離法顯微操作器分離法58食用菌的遺傳和育種單×單雜交

在培養(yǎng)皿的平板培養(yǎng)基上接入兩個雜交親本的距離為2.5-3cm,適溫培養(yǎng)后，當(dāng)兩單孢菌絲接觸后，如出現(xiàn)雙核菌絲，即可挑取少量雙核菌絲至斜面培養(yǎng)基上培養(yǎng)。2.雜交59食用菌的遺傳和育種單×雙雜交以香菇為例，在平板培養(yǎng)基上接種一小塊單核菌絲體，25℃培養(yǎng)10天后，在單核菌落邊緣1cm處接種一小塊雙核菌絲體，繼續(xù)培養(yǎng)，當(dāng)單雙核菌落交接時，挑取小塊菌落鏡檢，如發(fā)現(xiàn)雙核化，即可挑取少量菌絲至斜面培養(yǎng)基上培養(yǎng)。（單核菌絲與雙核菌絲其中的一個核融合）60食用菌的遺傳和育種四極性的異宗結(jié)合的食用菌，由于自交不育，經(jīng)配對后，凡出現(xiàn)雙核菌絲的組合，并能正常結(jié)實者，即證明雜交成功。次級同宗結(jié)合食用菌（如雙孢蘑菇），首先經(jīng)過單孢子分離、培養(yǎng)，獲取不孕菌絲。隨后進行不孕性菌絲間的配對。61食用菌的遺傳和育種4.初次篩選

經(jīng)過初步篩選，淘汰大部分表現(xiàn)一般的菌株。經(jīng)初篩后再做出菇試驗比較，選出優(yōu)良菌株。

將可親和的組合移入新的斜面保存?zhèn)溆谩?.轉(zhuǎn)管繁殖62食用菌的遺傳和育種5.復(fù)篩通過栽培比較，選出少數(shù)性能優(yōu)良的菌株。出菇鑒定包括如下幾個方面：①菌絲生長速度；②出菇菌塊（袋）的表型特征；③子實體表型特征；④測定其最適生長溫度、濕度等；⑤計算子實體的產(chǎn)量。

63食用菌的遺傳和育種6.小面積栽培試驗：

將復(fù)篩菌株置于不同地域的栽培區(qū)進行栽培，以考察其適應(yīng)性與性狀的穩(wěn)定性，并做相關(guān)的詳細記錄。64食用菌的遺傳和育種7.大面各示范推廣：逐步擴大栽培面積，進行示范性的推廣，將種性優(yōu)良、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的菌株逐漸定為當(dāng)家菌株。8.為確定保留下來的雜交新品種正式定名，并申請有關(guān)部門批準。65食用菌的遺傳和育種四、生物技術(shù)在食用菌良種選育中的應(yīng)用（一）原生質(zhì)體融合技術(shù)

原理細胞壁是保護細胞質(zhì)和各種細胞器的一層堅實外壁，能有效防止外源基因的侵染。同一種類的個體，細胞壁可以自融，使其原生質(zhì)和細胞核進行內(nèi)部交換，從而引起種內(nèi)近親遺傳性的變異。66食用菌的遺傳和育種原生質(zhì)體融合技術(shù)的目的，就是要拆除這道天然屏障，進行種內(nèi)、種間等遠緣雜交，達到較大基因重組的目的。通過原生質(zhì)體融合，可以使遺傳性狀不同的兩個細胞融合，從而導(dǎo)致兩套基因組之間的接觸、交換而進行重組。然后就可以篩選出遺傳性狀變異的后代。67食用菌的遺傳和育種

原生質(zhì)體融合育種的特點

重組頻率較高。由于沒有細胞壁的障礙，而且在融合時又加入了融合促進劑-PEG或用電融合儀助融，因此，原生質(zhì)體間的重組頻率高于其他雜交方法。受結(jié)合型的限制較小。兩親株中任何一株都可起受體與供體的作用，因此有利于不同種屬間的雜交。68食用菌的遺傳和育種遺傳物質(zhì)傳遞更為完整。原生質(zhì)體融合是兩親株的細胞質(zhì)和細胞核進行類似合二為一的過程，既有質(zhì)配也有核配，比其他形式對遺傳物質(zhì)的傳遞更為完整。69食用菌的遺傳和育種重組體種類多。兩個親本的整套基因之間發(fā)生相互接觸，有機會發(fā)生多次交換，所以可以產(chǎn)生各種各樣的基因組合而得到多種類型的重組體。有助于外源基因的轉(zhuǎn)化。由于原生質(zhì)體已失去了細胞壁，因此它較完整的細胞更易進行遺傳轉(zhuǎn)化。70食用菌的遺傳和育種原生質(zhì)體融合育種的一般程序和方法

原生質(zhì)體分離主要步驟包括菌絲培養(yǎng)、酶解、洗滌并純化原生質(zhì)體等。菌絲體的生理狀況、酶和酶解條件以及滲透壓穩(wěn)定劑等都影響原生質(zhì)體的制備。

◆菌絲體的生理狀況一般情況下，處于線性生長期前期的菌絲體最適宜制備原生質(zhì)體。液體培養(yǎng)的菌絲體適宜制備原生質(zhì)體，產(chǎn)量和穩(wěn)定性較為理想。71食用菌的遺傳和育種酶及酶解條件目前，用于原生質(zhì)體制備的商品化的酶主要有纖維素酶、β-葡聚糖酶等多種酶類。其中較重要的有幾丁質(zhì)酶、α-1，3-葡聚糖酶等。酶濃度、種類及組合方式等都影響原生質(zhì)體的產(chǎn)量。對于酶的粗制品，一般使用濃度為15-20mg/mL,較純的酶則相應(yīng)降低使用濃度。其他酶解條件如溫度、時間、PH等也影響原生質(zhì)形成。多數(shù)食用菌酶解溫度為28-30℃，最佳PH為4.5-6.5，酶解時間一般為2-6h，有些科學(xué)家則認為控制在1-1.5最佳。72食用菌的遺傳和育種滲透壓穩(wěn)定劑

無機鹽、糖類和糖醇類都可作為滲透壓穩(wěn)定劑，常用濃度為0.4-1.2mol/L。幾丁質(zhì)是細胞壁的主要成分，故幾丁質(zhì)酶的作用比-葡聚糖酶更為重要。幾種常用無機鹽滲透壓穩(wěn)定劑系統(tǒng)中，幾丁質(zhì)酶活性的順序為：NO3-,Cl->SO42->PO43-和Na+,K+>Ca2+,Mg2+.。即單價陰離子和單價陽離子能提高幾丁質(zhì)酶的活性，2價和3價離子都明顯抑制幾丁質(zhì)酶的活性。73食用菌的遺傳和育種原生質(zhì)體融合PEG誘導(dǎo)融合是目前進行原生質(zhì)體融合的主要方法。具體操作步驟如下：用0.6-0.7mol/L甘露糖醇將純化的原生質(zhì)體制成濃度為106/mL懸浮液將兩親本的原生質(zhì)按1:1混合取1mL混合液與1mL50%PEG（相對分子量為4000-6000）混勻28-30℃下靜置30min加2mLPH9-10甘氨酸緩沖液（含100mmol/LCaCl2）稀釋充分混勻后在28-30℃下靜置20min1000r/min離心5min，小心棄去上清液沉淀物用再生培養(yǎng)基洗滌2次最后用再生培養(yǎng)基調(diào)成104-105/mL的濃度進行培養(yǎng)。74食用菌的遺傳和育種

電融合

主要由兩個步驟構(gòu)成：首先是施加低強度非均勻交流電場，使細胞膜發(fā)生極化形成偶極子，之后向高強度方向運動，整個過程叫雙向電泳。然后施加直流脈沖，誘導(dǎo)細胞的融合。75食用菌的遺傳和育種原生質(zhì)體再生

是指原生質(zhì)體重新長出細胞壁，再經(jīng)細胞分裂回復(fù)到菌絲狀態(tài)的復(fù)雜過程。但由于原生質(zhì)體本身的生理狀況及再生培養(yǎng)條件等一系列內(nèi)外因素，都可能產(chǎn)生大量無核的失去再生能力的亞原生質(zhì)體，有時亞原生質(zhì)體比例甚至高達50%以上。再生培養(yǎng)基的成分對原生質(zhì)體影響較大，據(jù)報道，改善再生條件，可提高再生頻率。76食用菌的遺傳和育種

兩個不同親本的原生質(zhì)體融合后，會形成同源融合子、異源融合子以及大量未經(jīng)融合的親本原生質(zhì)體，如何從這一龐大的混合群體中準確、迅速選出異源融合子，對融合親本進行標記是選擇和鑒定異源融合子的必要手段。有營養(yǎng)缺陷標記、抗藥性標記、熒光染色標記、滅活標記、同工酶標記、RFLP標記及RAPD標記等方法。

親本的標記77食用菌的遺傳和育種

融合子的鑒定

食用菌原生質(zhì)體的融合子是處于質(zhì)配階段的異核體，它可能結(jié)實也可能不結(jié)實。鑒定融合子時最好用幾種方法互相驗證。菌落形態(tài)食用菌原生質(zhì)體的異源融合子與親本菌株在相同條件下培養(yǎng)，其菌絲粗細、生長速度、菌落形態(tài)以及色素分泌等均可能與親本不同，可仔細觀察比較。拮抗反應(yīng)78食用菌的遺傳和育種出菇試驗比較子實體的形態(tài)、大小、顏色、產(chǎn)量和結(jié)實時間等特征。四分體分析若融合子產(chǎn)生擔(dān)孢子，對孢子進行遺傳分析是一種非?？煽康姆椒āＨ诤献有纬傻淖訉嶓w能產(chǎn)生成4種類型的擔(dān)孢子。其中兩種為親本型，另外兩種為重組型。在重組型中，一種為基因互補產(chǎn)生的野生型，另一種為具有雙親標記的雙重營養(yǎng)缺陷型或雙重抗藥性菌株。79食用菌的遺傳和育種DNA技術(shù)鑒定如RFLP能直接反映DNA結(jié)構(gòu)的差異，RAPD技術(shù)可應(yīng)用一系列引物對整個基因組DNA進行多態(tài)性檢測。80食用菌的遺傳和育種是指將一種或多種生物體（供體）的基因與載體在體外進行拼接重組，然后轉(zhuǎn)入另一種生物體（受體）內(nèi)，使之按照人們的意愿遺傳并表達出新的性狀。目的性強，可減少后期工作，易有大突破。（二）基因工程簡介基因工程的基本概念81食用菌的遺傳和育種基因分離分別提取供體細胞的DNA及作為載體的質(zhì)?；蚴删w?；虻拿盖性诠wDNA中，加入專一性很強的限制性內(nèi)切酶，從而獲得帶有特定基因，并露出“粘性末端”的DNA單鏈片段。對于載體的細菌質(zhì)粒，也加入同樣的限制性內(nèi)切酶，使質(zhì)粒環(huán)切斷，同樣也露出粘性末端。它的主要步驟可以概括為：82食用菌的遺傳和育種體外重組把供體細胞的DNA片段與質(zhì)粒DNA片段放在試管中，在較低的溫度（5-6℃）下混合（所謂“退火”）載體傳遞通過載體把受體的遺傳基因?qū)胧荏w細胞內(nèi)，一般可利用質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化而進入受體細胞內(nèi)。或利用噬菌體作為載體導(dǎo)入寄主（大腸桿菌及其噬菌體）。83食用菌的遺傳和育種復(fù)制、表達在受體細胞中，雜種質(zhì)粒能通過自我復(fù)制而增殖。并使受體細胞表達出供體所提供的某種目的基因的遺傳性狀。篩選、繁殖重組后的雜種質(zhì)粒是否能夠按照原定的工程設(shè)計正常繁殖和表達等問題尚須檢驗，以便能在大量個體中篩選出具有優(yōu)良性狀態(tài)個體，然后才可以加以繁殖和利用。84食用菌的遺傳和育種內(nèi)容小結(jié)

無性繁殖1.食用菌的繁殖方式有性繁殖2.食用菌的生活史

3.食用菌的育種技術(shù)同宗結(jié)合異宗結(jié)合選擇育種技術(shù)雜交育種技術(shù)誘變育種技術(shù)原生質(zhì)體融合技術(shù)85食用菌的遺傳和育種

基本概念

第一節(jié)物理消毒滅菌法第二節(jié)化學(xué)消毒滅菌法食用菌栽培中消毒滅菌86食用菌的遺傳和育種基本概念殺死一切微生物，包括芽孢。滅菌分為殺菌：菌體尚存

溶菌：菌體消失消毒：只殺死病源菌，未傷及芽孢

防腐：暫時抑制微生物生長

除菌：用沖洗、過濾等法，除去微生物是保證生產(chǎn)成功的重要手段87食用菌的遺傳和育種

第一節(jié)物理消毒滅菌法一、熱力滅菌

二、紫外線滅菌88食用菌的遺傳和育種一、熱力滅菌（一）原理高溫使菌體蛋白質(zhì)、核酸、酶等凝固或變性失活。（二）方法

濕熱滅菌

干熱滅菌89食用菌的遺傳和育種（一）干熱滅菌熱源火焰及熱空氣特點簡便、快速、范圍有限方法小的金屬、玻璃器皿酒精燈燒烘箱烤大的玻璃、金屬器皿90食用菌的遺傳和育種器皿包裝→160℃~170℃2h干燥箱使用注意70℃以下開箱取物

勿超180℃

隨用隨開包91食用菌的遺傳和育種（二）濕熱滅菌特點范圍廣、溫度低、效果好、時間短熱蒸氣或熱水熱源方法高壓蒸汽滅菌常壓蒸汽滅菌巴氏消毒92食用菌的遺傳和育種蛋白質(zhì)凝固點與其含水量的關(guān)系蛋白質(zhì)含水量(%)凝固溫度(℃)502518605674~8080~90145160~170熱蒸氣穿透力大蛋白質(zhì)凝固點隨其含水量

的增加而降低因為93食用菌的遺傳和育種干熱滅菌與濕熱滅菌穿透力的比較加熱方式傳導(dǎo)

介質(zhì)溫度(℃)加熱時間（h）透過布層溫度（℃）結(jié)果20層40層100層干熱空氣130~1404867270以下滅菌不完全濕熱飽和

蒸汽105.3310110l10l滅菌完全94食用菌的遺傳和育種高壓蒸氣滅菌概念利用高壓產(chǎn)生的高蒸汽溫度

殺滅微生物的方法原理水沸點隨熱蒸汽壓力的增加而升高密閉鍋蒸氣多壓力高沸點高95食用菌的遺傳和育種96食用菌的遺傳和育種步驟：裝鍋→加熱排氣→升壓

→保壓滅菌→降壓出鍋關(guān)鍵：排凈冷空氣注意滅菌時間和壓力因物而異

升降壓力要穩(wěn)

滅菌時間從保壓時算起

壓力降至“0”才能開蓋使

用97食用菌的遺傳和育種排氣98食用菌的遺傳和育種純蒸氣壓力與溫度的關(guān)系1kg/cm2=0.098Mpa(兆帕）

=98Kpa（千帕）99食用菌的遺傳和育種2.常壓蒸汽滅菌概念利用常壓產(chǎn)生的100℃蒸汽溫度進行滅菌的方法特點設(shè)備簡，成本低，滅溫低，時間長用法一次性滅菌（100℃，10余h)盡快達到100℃

達到100℃時開始計時

滅菌中勿降溫，勿干鍋100食用菌的遺傳和育種101食用菌的遺傳和育種滅菌池102食用菌的遺傳和育種3.巴氏消毒概念利用低于100℃的溫度

殺滅有害微生物的方法

培養(yǎng)料堆積發(fā)酵料