食用菌的遺傳與育種

第四章

食用菌的遺傳與育種第一節(jié)食用菌的生活史第二節(jié)遺傳變異第三節(jié)食用菌品種選育第一節(jié)食用菌的生活史一、初生菌絲和次生菌絲二、同宗結(jié)合與異宗結(jié)合同宗結(jié)合（自交親合）：由同一孢子萌發(fā)的菌絲間能通過自體結(jié)合而產(chǎn)生有性孢子，這一自交可育的生殖方式稱為同宗結(jié)合(homothallism)。這類真菌占10%初級(jí)同宗結(jié)合：由同核菌絲體產(chǎn)生的同宗結(jié)合稱為初級(jí)同宗結(jié)合。如糞鬼傘。次級(jí)同宗結(jié)合：由異核菌絲體產(chǎn)生的同宗結(jié)合稱為次級(jí)同宗結(jié)合。如雙孢蘑菇。異宗結(jié)合（自交不育）：必須由不同性別的菌絲接合產(chǎn)生的雙核菌絲才具有結(jié)實(shí)性，可產(chǎn)生有性孢子，這種自交不育的有性生殖方式稱為異宗結(jié)合(heterothallism)。約占90%的真菌是異宗結(jié)合。如香菇、平菇、木耳、金針菇等。①二極性：性別由一對(duì)遺傳因子Aa控制，只有當(dāng)兩個(gè)單核菌絲所帶的等位基因不同時(shí)才結(jié)合形成雙核菌絲，產(chǎn)生有性孢子。如木耳、滑菇等，這一類約占35%②四極性：由兩對(duì)獨(dú)立的遺傳因子Aa、Bb所決定。減數(shù)分裂產(chǎn)生的四個(gè)擔(dān)孢子分屬AB、Ab、aB、ab4種類型。占55%，屬于四極性的真菌只有同時(shí)具有兩對(duì)等位基因(Aa、Bb)時(shí)才能完成有性生殖。如香菇、平菇、金針菇。研究食用菌菌絲性別的意義屬于同宗結(jié)合的菌類，大部分單孢子萌發(fā)的菌絲可以形成子實(shí)體，可采用單孢子純菌絲栽培；但屬于異宗結(jié)合的食用菌單靠單孢子萌發(fā)的菌絲體不會(huì)形成正常的子實(shí)體，必須通過不同性別的單孢子或單核菌絲間的配對(duì)，才可能形成子實(shí)體，完成生活史，通過出菇試驗(yàn)證實(shí)后，才能擴(kuò)大規(guī)模，應(yīng)用于生產(chǎn)。布勒現(xiàn)象：同種菌株間其單核體菌株會(huì)被雙核菌株雙核化，這種交配現(xiàn)象被稱為布勒現(xiàn)象，即雙--單核雜交。三、生活史模式：1、草菇生活史。初級(jí)同宗結(jié)合。子實(shí)體－擔(dān)子－核配－擔(dān)孢子－萌發(fā)－初生菌絲－質(zhì)配－雙核菌絲－針頭期－小鈕期－鈕期－蛋期－伸長(zhǎng)期－子實(shí)體2、平菇的生活史（異宗結(jié)合，雙因子控制）：子實(shí)體－擔(dān)子－核配－擔(dān)孢子（AaaBAbab）－萌發(fā)－單核菌絲（AB&abAb&aB）－質(zhì)配－雙核菌絲－扭結(jié)期－桑椹期－珊瑚期－子實(shí)體3、黑木耳生活史異宗結(jié)合，單因子控制，二極性子實(shí)體－擔(dān)子－核配－擔(dān)孢子（減數(shù)分裂）－單核菌絲－質(zhì)配－雙核菌絲－扭結(jié)－原基－子實(shí)體蹄形分生孢子4、蘑菇生活史5、竹蓀生活史第二節(jié)遺傳變異一、遺傳三大規(guī)律分離規(guī)律：每一對(duì)性狀由一對(duì)基因控制，隱性與顯性可在后代中分離。自由組合定律：兩對(duì)或兩對(duì)以上基因的分離組合互不干擾。連鎖與交換規(guī)律：同源染色體上兩個(gè)非等位基因之間距離越近，越易連鎖，距離越遠(yuǎn)，越易發(fā)生重組。二、突變1、突變?nèi)齻€(gè)特點(diǎn)①隨機(jī)性②自發(fā)突變率低③基因突變是可逆的,但正變率高于回變率2、突變的類型①基因突變：染色體DNA分子某一點(diǎn)上的化學(xué)變化又稱點(diǎn)突變。②染色體畸變：染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量上的變化（物理變化）3、突變機(jī)制

①堿基置換：轉(zhuǎn)換：嘌呤換嘌呤顛換：嘌呤換嘧啶②移碼突變③缺失④插入4、突變?cè)颍何锢碓?、化學(xué)原因或病毒寄生導(dǎo)致。自發(fā)突變：①堿基分子結(jié)構(gòu)的變化(互變異構(gòu)體的變化)②細(xì)胞內(nèi)部代謝產(chǎn)物(如H2O2等)誘發(fā)DNA突變③外部物化條件三、重組兩種或兩種以上的不同DNA分子.在同一生物體內(nèi)經(jīng)過交換作用而產(chǎn)生新的DNA的現(xiàn)象。

四分子分析減數(shù)分裂所形成的4個(gè)產(chǎn)物①親本型PD(ABABabab)不交換：二線雙交換：②非親本型NPD(AbAbaBaB)四線雙交換：③四型TT(ABAbaBab)單交換：三線雙交換：有性生殖與準(zhǔn)性生殖準(zhǔn)性生殖：營(yíng)養(yǎng)菌絲有絲分裂時(shí)可發(fā)生重組的現(xiàn)象又稱體細(xì)胞重組。有性生殖：重組發(fā)生在減數(shù)分裂期。第三節(jié)食用菌品種選育品種選育的方法：引種自然選種誘變育種雜交育種原生質(zhì)體融合一、引種引種是指從外地引進(jìn)新的食用菌新種類、新品種或新植株，進(jìn)行試種，選擇適合本地區(qū)地理氣候等條件并符合經(jīng)濟(jì)要求的，可以直接投入生產(chǎn)的品種。廣義的引種還包括從異地引進(jìn)育種用的種質(zhì)資源，利用其某些優(yōu)良性狀，作為育種親本。食用菌的馴化是指從野生食用菌中，進(jìn)行分離培養(yǎng)，完善其生產(chǎn)技術(shù)，使之變?yōu)槿斯ぴ耘嗟氖秤镁ＲN首先要作好檔案記載，包括名稱、來源、產(chǎn)地及主要特征等。其次是以本地當(dāng)家品種為對(duì)照，將引進(jìn)的，進(jìn)行小規(guī)模的試驗(yàn)，合適的進(jìn)行擴(kuò)大試驗(yàn)，示范推廣。引種時(shí)應(yīng)注意的原則和方法：1、尊重引種國(guó)家或地區(qū)的種子法規(guī)。2、對(duì)所引進(jìn)品種的目的性要明確。如鮮食、制罐等。3、能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)條件。4、能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐脑耘嗉跋M(fèi)習(xí)慣。5、引進(jìn)較遠(yuǎn)或性狀差異較大的品種。二、自然選種選種又稱選擇育種，是指利用自然界現(xiàn)有的變異，經(jīng)過選擇培育獲得新品種的方法。包括以下步驟：1、品種資源的收集品種不同地區(qū)：不同海拔高度、不同緯度、不同基物上生長(zhǎng)的野生菌。并記錄采集時(shí)間、地點(diǎn)、海拔、坡向、土質(zhì)、陰蔽度、基物等。2、純種分離。（詳見第5章）種木分離3、生理性能測(cè)定：菌絲生長(zhǎng)速度、生長(zhǎng)勢(shì)。4、品比試驗(yàn)：選用瓶栽、壓塊、段木栽培等比較各菌株的生產(chǎn)性能。并記錄各菌株的產(chǎn)量、菇形、溫性、干鮮比.始菇期等形態(tài)生理和栽培特性。5、擴(kuò)大試驗(yàn)：每一菌絲一次試驗(yàn)不小于500根(段木)；每一菌株一次試驗(yàn)不小于50m2(袋料)。6、示范推廣。三、誘變育種1、誘變育種中的幾個(gè)基本問題(1)誘變劑的選擇化學(xué)誘變劑：①以假亂真的堿基類似物5-BU②改變DNA化學(xué)結(jié)構(gòu)的.如亞硝酸.烷化劑③結(jié)合在DNA分子上，造成核苷酸增減引起移碼突變，如丫啶類。物理誘變劑：紫外線，X—射線，γ—射線，a—射線，β—射線，快中子，超聲波等。（2）選好出發(fā)菌株。常用：(1)生產(chǎn)中已發(fā)生自然變異的菌株。(2)生長(zhǎng)速度快，營(yíng)養(yǎng)要求低，出菇早，適應(yīng)性強(qiáng)的菌株。(3)對(duì)誘變劑敏感的菌株。（3）誘變對(duì)象的狀態(tài)1、單細(xì)胞均勻懸液。通常孢子濃度為108－109個(gè)/ml。2、處理的細(xì)胞為單核孢子而非雙核菌絲。3、孢子應(yīng)稍加萌發(fā)（更敏感）。（4）誘變劑量的確定。殺菌率=（未被處理菌株體長(zhǎng)出的菌數(shù)—被處理菌體長(zhǎng)出的菌數(shù)）/（未被處理菌體長(zhǎng)出的菌數(shù)）一般誘變率隨劑量提高而增高，但過量后殺菌率過度反而影響誘變效果。誘變劑量與殺菌率成正比。通常低劑量多出現(xiàn)正變，高劑量多出現(xiàn)負(fù)變。見楊新美《食用菌栽培學(xué)》，P592．誘變步驟

出發(fā)菌株↓制備孢子懸液 ↓誘變處理↓活菌計(jì)數(shù)并求出成活率涂布培養(yǎng)皿↓觀察形態(tài)變異的菌落并計(jì)算突變率挑菌移植↓初篩斜面?zhèn)鞔龔?fù)篩試驗(yàn)，示范，推廣3．篩選

P92（1）抗性突變株篩選：Ⅰ。藥物臨界致死濃度分離法Ⅱ。梯度分離法（2）形態(tài)突變株：

肉眼觀察。如楊樹菇白色變種。（3）溫度條件株：置于不同溫度下培養(yǎng)。（4）營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的篩選1、富集：

孢子懸液量于基本培養(yǎng)液，28℃振蕩10-20小時(shí)使野生型萌發(fā)，突變型不萌發(fā)，紗布濾去野生型菌絲。2、檢出：涂于完全培養(yǎng)基上，待萌發(fā)后挑于基本培養(yǎng)基上，再接于完全培養(yǎng)基上。3、鑒定：缺陷型涂布于基本培養(yǎng)基上，灑上各營(yíng)養(yǎng)物顆粒，顆粒周圍有生長(zhǎng)，即為該營(yíng)養(yǎng)物缺陷型。四、雜交育種。親本菌株

↓用單孢分離器或平板稀釋等方法獲得單孢分離單孢

↓將各單個(gè)擔(dān)孢子萌發(fā)生成的單核菌絲在平板上兩兩配對(duì)

配對(duì)雜交↓通過標(biāo)記，回交等方法鑒別雜種

雜種鑒定↓通過小型栽培試驗(yàn)淘汰多數(shù)表現(xiàn)一般的菌株

初篩↓通過更精確的試驗(yàn)選出少數(shù)優(yōu)良菌株

復(fù)篩↓

擴(kuò)大試驗(yàn)↓

示范推廣五、原生質(zhì)體融合1、制作菌株標(biāo)記

抗藥性，溫度敏感型，營(yíng)養(yǎng)缺陷型，形態(tài)，顏色作標(biāo)記。2、原生質(zhì)體制備

酶：幾丁質(zhì)酶類（如蝸牛酶）和纖維酶。菌絲菌齡：培養(yǎng)2-3天滲透壓穩(wěn)定劑：甘露醇，蔗糖，KCl，NaCl（）等。滲透壓可保持原生質(zhì)體免于膨脹，有助于酶與底物結(jié)合。3、原生質(zhì)體融合促使原生質(zhì)體融合的方法有兩種：一是在純化的配對(duì)原生質(zhì)體中加入融合劑，促進(jìn)融合。二是利用電融合技術(shù)，使原生質(zhì)體粘聚并融合。促進(jìn)劑：聚乙二醇PEG4000-6000