食用菌育种学 第四章 诱变育种
诱变育种——精选推荐
诱变育种菌种选育(selection strain)的目的是改良或改变菌种的特性，使其符合工业生产或科研的要求。
菌种选育过程由三个环节组成：一是使菌种产生变异；二是筛选出变异的菌株；三是使变异菌株的特性得到表达。
根据使菌种产生变异的方式的不同，菌种选育可分为自然选育、诱变育种、杂交育种、基因工程这四种方法。
自然选育、诱变育种是利用基因突变来获得优良菌种，具有改良菌种特性的性质。
杂交育种、基因工程是通过DNA重组来获得优良菌种，具有改变菌种特性的性质。
菌种选育是一门应用科学技术。
是以微生物学、微生物遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程等学科为理论基础。
菌种选育目的，从生产方面来说，为了提高产量，产生新的生物活性物质，改变产品质量和组分，简化工艺，缩短周期，抵抗不良环境，适应新的原材料。
从科研方面来说，是为了提供分子遗传研究材料，研究生物合成调控机理，分析生物合成途径，获得带遗传标记的菌株，了解菌种遗传背景。
诱变育种诱变育种是通过诱变剂处理提高菌种的突变几率，扩大变异幅度，从中选出具有优良特性的变异菌株。
诱变育种和其他育种方法比较，具有速度快、收效大、方法简便等优点，是当前菌种选育的一种重要方法。
在生产中应用得十分普遍。
但是诱发突变缺乏定向性，因此诱发突变必须与大规模的筛选工作相配后才能收到良好的效果。
以下分别叙述诱变育种工作流程和诱变育种工作中的三个重要环节：突变的诱发、突变株的筛选突变基因的表达。
1、诱变育种的工作流程诱变育种的工作流程：①出发菌种（沙土管或冷冻管），②斜面（或肉汤培养24小时），③单孢子悬液（或细菌悬液），④诱变处理（处理前后的孢子液或细菌悬液活菌计数），⑤涂布平板，⑥挑取单菌落传种斜面，⑦摇瓶初筛®挑出高产斜面，⑧留种保藏菌种®传种斜面，⑨摇瓶复筛®挑出高产菌株作稳定性试验和菌种特性考察，⑩放大试验罐中试考察大型投产实验。
整个流程按诱变过程和筛选过程两部分说明如下：（一）诱变过程由出发菌种开始，制出新鲜孢子悬浮液（或细菌悬浮液）作诱变处理，然后以一定稀释度涂布平板，至平板上长出单菌落为止的各步骤为诱变过程。
《诱变育种》课件
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
诱变育种的应用
农业育种
抗逆性改良
通过诱变育种，可以培育出抗旱 、抗盐碱、抗病虫害等具有较强 抗逆性的农作物品种，提高农作 物的适应性和产量。
品质改良
诱变育种可以改善农作物的品质 特性，如蛋白质含量、脂肪含量 、纤维长度等，提高农产品的营 养价值和加工性能。
02
加速育种进程
03
解决传统育种局限
诱变育种可以大幅度提高突变频 率，加速育种进程，缩短育种周 期。
传统育种方法难以实现的一些性 状改良，如抗病、抗虫、抗逆等 ，可以通过诱变育种实现。
诱变育种的历史与发展
历史
发展
自20世纪初开始研究诱变育种，经历 了近百年的发展历程。最早的诱变育 种实践可以追溯到1927年美国科学家 通过X射线处理烟草种子，成功获得 了突变体。
DNA损伤修复机制包括同源重组修复、非同源末端连接修复 、碱基切除修复和错配修复等。这些修复机制在维持基因组 稳定性和防止突变发生中起着重要作用。
基因突变与表型变异
基因突变是指基因序列的改变，包括 点突变、插入和缺失等。这些突变可 以导致蛋白质结构和功能的改变，进 而影响表型变异。
表型变异是指基因突变导致的个体或 群体在形态、生理和行为等方面的可 观察变化。这些变化可能对生物的适 应性、生存和繁殖能力产生影响。
定义与特点
定义
诱变育种是一种利用物理、化学或生 物诱变剂诱发遗传物质发生突变，从 而产生具有优良性状的新品种的育种 方法。
特点
突变率高，可创造新的遗传资源；可 大幅度改良品种性状；方法简单易行 ，适用范围广。
什么是诱变育种？
什么是诱变育种？
导读：诱变育种能大幅度地增加菌种的变异量，从而人们能从诱变后的群体中筛选优良菌株。
诱变育种常采用物理、化学等诱变剂来动摇菌种的遗传性，直接或间接地作用于核酸物质，能强烈地引起菌种的变异。
诱变育种的诱变剂很多，常用的有紫外线、X光线、Y射线及硫酸二乙醋(DFS)、5-溴尿嘧啶(5-BU)、氮芥(Nm)、N广甲基N亚硝基胍(NTG)等。
诱变育种方法有三个步骤：
一是准备孢子悬浮液，将新鲜的食用菌无菌孢子移入5毫升无菌生理盐水或磷酸缓冲液中，摇匀后即成孢子悬浮液。
孢子悬浮液的浓度以每毫升含孢子106～109个为宜。
二是诱变处理，用诱变剂处理如紫外线处理，诱变处理应在暗箱内进行，箱内装15瓦紫外灯1支，悬挂于30厘米高处，诱变处理时应先开灯20分钟，使波长稳定，然后将悬浮液倒入直径为6厘米的无菌培养皿中，打开皿盖，照射0.5～1分钟。
照射后的孢子悬浮液每毫升所含的活抱子数约在105～108个。
因此要得到单个菌落，必需先用无菌水将照射后的孢子悬浮液稀释1000～10万倍。
然后取释释液0.2毫升涂布于装有琼脂培养基的培养皿上，在25℃下培养5～10天，这时就能在每个平板上得到数十个单菌落。
选纯正、健壮
的单个菌落移入斜面试管内，供进一步测定筛选。
三是挑菌筛选，诱变处理只是扩大了它的变异范围，并不能决定变异的方向，所以诱变最大的困难是筛选，只有在大量的、各种各样的变异中，才能筛选到符合需要的变异个体。
这样就需将诱变后的孢子经培养长出菌落后及时挑菌，选发育健全的单个菌落移入斜面试管内，一个菌落只接一支斜面，待外面长好后，再分别接入2～4瓶原种中，然后进行栽培试验，反复比较各菌落的生产性能，择优留取。
诱变育种相关知识点总结
诱变育种相关知识点总结1. 什么是诱变育种诱变育种是通过化学物质或辐射来诱发植物遗传变异，达到变异性状的目的，然后再通过选择和育种方法来固定和优化这些性状，从而获得具有新性状的植物种质资源。
诱变育种是一种以人为手段来诱发植物遗传变异的育种方法，与传统的育种方法相比，具有变异程度大、种质资源丰富、育种速度快等优点。
2. 诱变种类根据诱变的方法和途径不同，可以将诱变分为两种类型：化学诱变和辐射诱变。
化学诱变是利用化学物质来诱发植物遗传变异的方法。
这种方法主要是通过化学物质对植物体内生成物质代谢和遗传物质的变异，从而诱发植物的新性状。
具体的化学诱变剂包括EMS（乙基甲磺酸甲酯）、DEPC（二乙醇二氯甲烷）、MNU（N- 亚硝基-N-甲基脲）、DMC（二甲胺）等。
辐射诱变是利用辐射来诱发植物遗传变异的方法。
这种方法主要是通过辐射对植物细胞的核酸、酶系、蛋白质等生物大分子的损伤和变异，从而诱发植物的新性状。
具体的辐射诱变包括X射线、γ射线、紫外线、中子射线等。
3. 诱变方法诱变育种的主要方法包括传统育种方法、分子育种方法和生物技术育种方法。
传统育种方法是指通过遗传资源的收集、鉴定以及杂交和选育等方式来获得植物品种的育种方法。
这种方法主要是通过选择和育种的方式来固定和优化诱变得到的新性状，最终获得具有新性状的植物品种。
分子育种方法是指通过对植物基因组的解析和改良等方式来获得植物品种的育种方法。
这种方法主要是通过对植物基因组的修改和介入来获得具有新性状的植物品种。
生物技术育种方法是指通过生物技术手段来获得植物品种的育种方法。
这种方法主要是通过生物技术手段来获得具有新性状的植物品种。
4. 诱变机理诱变发生的机理主要包括两个方面：一是遗传物质的突变，二是染色体的不稳定性。
（1）遗传物质的突变：遗传物质的突变是指植物遗传物质DNA序列的变化。
这种变化可以通过点突变、基因缺失、重复序列、整个染色体的遗传变异等多种方式来实现，从而使植物出现新的性状。
诱变育种概述
工业上遇到的霉菌大多数不产生有性孢子，没有典型的有性过程。
细胞杂交得到的分生孢子还是无性孢子，形态上无特殊变化。
准性循环（体细胞杂交）的三个连续过程
准性生殖：
霉菌杂交：指通过体细胞的核融合和遗传因子的重组， 即通过准性过程而不是通过性细胞的融合。
工业上遇到的霉菌大多数不产生有性孢子，没有典型的有性过程。
四、原生质体融合技术
原生质体：有时指去了壁的细胞，是生 活细胞内全部具有生命的物质的总称， 由原生质所构成。原生质体一般由细 胞膜、细胞质和细胞核三部分组成， 是细胞内各类代谢活动的主要场所。
四、原生质体融合技术
定义：将遗传性状不同的两种菌(包括种间、种内及属间)融合 为一个新细胞的技术。即实现遗传重组。
↓ ——观察单菌落形态并统计其形态变异率 挑取单菌落传种斜面
摇瓶初筛 ↓ ——对照组 挑出高产斜面 ↓ 菌种保藏（砂土管、冻干管或制备固体孢子） ↓ 传种斜面（或直接用固体孢子） 摇瓶复筛（复筛次数及摇瓶数以及培养基种类根据情况决定） ↓ ——对照组 挑出高产菌株 作稳定性试验和菌种特性考察 ↓ 放大试验罐、中试考察 ↓ 大型投产试验
菌悬液的细胞浓度一般控制为： 真菌孢子或酵母细胞106107个/ml，放线菌或细菌108个/ml。 菌悬液一般用生理盐水（0.85%NaCl）稀释。
诱变处理
诱变剂及诱变剂量选择
在诱变处理前，一般应预先做诱变剂用量对菌体死亡数量的致死曲 线，选择合适的处理剂量。
不同微生物，使用的剂量不同；诱变率随诱变剂剂量的增加而提高 。但达到一定剂量后，再加大剂量反而会使突变率下降。
乙基磺酸乙酯（EMS）、亚硝基胍、 亚硝酸、氮芥等。
生物诱变剂
噬菌体、转座因子
诱变育种
食品微生物学 第四章微生物遗传与菌种选育 第二节微生物的菌种选育
微生物遗传与菌种选育
4.2.2.1 诱变育种的步骤:
确定出发菌 ↓
菌种的纯化选优 ↓出发菌株性能测定
同步培养 ↓
制备单细胞（单孢子）悬液 ↓
诱变剂选择与诱变剂量的预试验 ↓
诱变处理 ↓
平板分离 ↓计形态变异菌落数、↓
重复筛选 ↓摇瓶发酵试验
选出突变株进行生产试验
如果此野生型菌株产量偏低，达不到工业生产的要求， 可以留之作为菌种选育的出发菌株。
微生物遗传与菌种选育
4.2.2 微生物的诱变育种
诱变育种是利用物理和化学诱变剂处理微生物细胞群， 促进其突变率在同提高，再从中筛选出少数符合育种目的的 突变株。
诱变育种的主要手段是以合适的诱变剂处理大量而分散 的微生物细胞，在引起大部分细胞死亡的同时，使存活细胞 的突变率迅速提高，再设计既简便、快速又高效的筛选方法， 进而淘汰负突变并把正突变中效果最好的优良菌株挑选出来。
微生物遗传与菌种选育
4.2.1.4 纯种培养 经过分离培养，在平板上出现很多单个菌落，通过菌落
形态观察，选出所需菌落，然后取菌落的一半进行菌种鉴定， 对于符合目的菌特性的菌落，可将之转移到试管斜面纯培养。 4.2.1.5 生产性能测定
从自然界中分离得到的纯种称为野生型菌株，它只是筛 选的第一步，所得菌种是否具有生产上的实用价值，能否作 为生产菌株，还必须采用与生产相近的培养基和培养条件， 通过三角瓶进行小型发酵试验，以求得适合于工业生产用菌 种。
微生物遗传与菌种选育
4.2.2.2 营养缺陷型突变株的筛选
在诱变育种工作中，营养缺陷型突变体的筛选及应用有 着十分重要的意义。营养缺陷型菌株是指通过诱变而产生的 缺乏合成某些营养物质(如氨基酸、维生素、嘌呤和嘧啶碱 基等)的能力，必须在其基本培养基中加入相应缺陷的营养 物质才能正常生长繁殖的变异菌株。其变异前的菌株称为野 生菌株。
《诱变育种》课件
3 现代诱变育种的发展
利用化学、生物等多种手段进行诱变育种的研究和实践。
诱变育种的方法
物理性诱变
1. 辐射诱变 2. 化学诱变
生物性诱变
• 细菌诱变 • 病毒诱变
诱变育种的应用
优质、高产的农作物选 育
通过诱变育种，培育出品质 优良、产量丰富的农作物， 提高农业生产效益。
抗病、抗虫的新品种选 育
利用诱变育种技术，培育对 病虫害具有抗性的新品种， 减少农药的使用。
新颖的食品品种创新
通过诱变育种，创造出新颖、 美味的食品品种，满足人们 对食物的多样化需求。
诱变育种的优势及局限性
诱变育种与常规育种的对比
诱变育种相比常规育种，具有更大的变异性和突变 概率。
诱变育种的优势及局限性
优势：加快遗传进程，拓宽育种资源，创新新品种。
局限性：可能产生负面突变，需要大量的时间和资 源。
诱变育种的前景
1
诱变育种技术的进一步发展
通过不断改进和优化诱变育种技术，提高突变效果和育种速度。
2
诱变育种在未来的应用前景
Hale Waihona Puke 诱变育种可以为农业、食品安全和生物多样性等领域带来更多创新和突破。
总结
诱变育种的重要性
《诱变育种》PPT课件
欢迎各位参加我们的《诱变育种》PPT课件。本课件将深入介绍诱变育种的概 念、方法、应用、优势、局限性和前景。希望通过本课件的学习，大家能对 诱变育种有更深入的理解。
诱变育种的历史沿革
1 19世纪末 - 20世纪初
早期诱变育种方法的发展和应用。
2 20世纪20年代 - 30年代
诱变育种是农业、食品和生物科学领域的重要研究 方向，具有巨大的潜力。
食用菌育种学 第四章 诱变育种
4.1 营养缺陷型菌株的分离和筛选
4. 营养缺陷型的鉴定
(1) 鉴定方法 ① 一个平皿中加入一种营养物质以测定生长因子需求情况。 ②生长谱法：在同一平皿上测定许多种生长因子的需求情况。
(2) 营养缺陷型鉴定步骤 ① 缺陷型类别的测定
a: 氨基酸混合物、酪素水解物或蛋白胨，代表氨基酸 b: 酵母浸出液，其中氨基酸、维生素、嘌呤、嘧啶均有 c: 维生素混合物，代表维生素类 d: 核酸碱基混合液或酵母核酸，代表嘌呤、嘧啶类
诱变育种的主要环节
诱变育种工作的三个主要环节：
1. 诱发突变
出发菌株、诱变剂及其剂量的选择、影响诱变效果的因素等
2. 突变株的筛选
筛选条件(培养基和培养条件)、便捷的筛选方法等
3. 最佳环境条件的调整
突变株最佳培养条件的确定
1.1 诱变前对出发菌株的了解
1. 区分不同菌落类型
1.1 诱变前对出发菌株的了解
复筛：以质和精为主，反复多次，结合自然分离，选育高 产或其他优良菌株。
3.1 诱变育种的基本环节
3.2 诱变育种的基本环节
1. 常规筛选程序
3.2 诱变育种的基本环节
2. 简便筛选程序
3.3 分离和筛选
1. 随机筛选
即摇瓶筛选 优点：不管种子或发酵过程的生产条件、生理条件如何，都与发酵罐 大生产条件相近，可以模拟进行。 缺点：在突变率小的情况下，如果菌落挑取少，很难筛选到理想的突 变株。
2.3 单孢子(年轻、健壮
细胞生理活性方面既要同步，又要处于最旺盛的对数期。 对于细菌来说，常常通过前培养达到要求。 对于丝状菌来说，制备菌悬液时力求90％以上为单孢子，并务必
除去菌丝片段，因为一般菌丝是多核的。 菌悬液的孢子或细菌数可用平板计数、血球计数器计数和光密度
诱变育种
根据照射植物的器官组织不同可分为：种子照射、花
粉照射、子房照射、营养器官照射、植株照射等。
内照射:将放射性元素引入植物体内，由它放射
出的射线在体内进行照射。
1. 照射源：32P、36S、14C等放射性元素的化合物。 2. 照射方法： 浸泡种子或枝条； 注射入植物的茎杆、枝条、芽等部位； 施入土壤：施于土壤中使植物吸收； 饲养法：用放射性的 14C供给植物，借助 于光合作用所形成的产物来进行内照射。
辐射处理的剂量单位
（1）放射强度
居里（Ci）:放射性同位素每秒有3.7×1010 次核衰变为1 居里，常用mCi (10-3Ci) μCi (10-8Ci)
（2）照射剂量
伦琴（R）:1g空气中吸收83尔格（erg）的能量。 是X、γ射线的剂量单位。 库仑（Coulomb）/千克（1库仑/千克=3.876×103R）
药剂的配制和处理方法 化学诱变效应的影响因素 安全问题
药剂的配制和处理方法
药剂配制：诱变处理时通常先将药剂配成一定浓度的溶
液。
试材预处理 药剂处理 药剂处理后的漂洗：处理后要用流水冲洗植物材料10至30
分钟，防止残存诱变剂对处理材料的损伤；也可使用一些化学‘清除 剂’，如甘氨酸以解除氮芥的作用，硫代硫酸钠可解除DES(硫酸二乙 酯)的作用。播种前防止种子风干，以免诱变剂浓缩，造成损害。
羟胺（NH2OH）：是一种重要的诱变剂，也是已知的 最专一性的点突变诱变剂，只能与DNA中的胞嘧啶起 作用，诱发G-C到A-T的转换
烷化剂 DNA的磷酸基是烷化作用的最初反应位置，反 应后形成不稳定的磷酸酯，水解成磷酸和去氧核糖，致使 DNA链断裂。烷化基还使碱基发生烷化作用，造成G-C向 A-T的转换或T-A向C-G的颠换。
诱变育种
诱变育种
主要内容 概念 特点 类别 基本过程
诱变育种：是人为的利用物理和化学等 因素诱发菌种产生遗传变异，在短时间 内获得有利用价值的突变体，根据育种 目标要求，对突变体进行选择和鉴定， 直接或间接地培育成生产上有利用价值 的新品种的育种途径。
诱变育种的意义和特点
* 提高突变率，扩大“变异谱”、创造新类型
* * *
适于改良品种的个别性状 育种程序简单，年限短 变异的方向和性质不定
诱变育种的类别
物理诱变：利用辐射，诱发基因突变和染色体 变异 ★ 化学诱变：应用有关化学物质诱发基因和染色 体变异
★
Hale Waihona Puke 辐射育种 诱变源的种类及特性 辐射诱变的新技术
诱变源的种类及特性
(
诱变育种新技术
微波诱变育种：
①震动引起摩擦 ②具有传导作用和极强的穿透力
离子注入诱变育种
①直接作用 ②间接作用
空间诱变育种：空间环境的显著特点是高真空、 微重力和强辐射。
适宜剂量和剂量率的选择
照射剂量控制
剂量强度： 单位物质吸收的剂量。 照射剂量： 伦琴（R）表示，是X和γ-射线的剂量单位 库伦/千克（Coulomb/Kg），相当于3.876*103R（新） 吸收剂量：拉特（Rad）表示 戈瑞（Gray），相当于1J/KG或100Rad（新） 中子流量：单位平方厘米的中子数（n/cm2），也可用Rad来表示。 剂量率：单位时间内物质的吸收剂量 （R / min）
1.出发菌株的选择： 出发菌株———用来育种处理的起始菌株 ◆出发菌株应具备：
①对诱变剂的敏感性高；
②具有特定生产性状的能力或潜力；
诱变育种
（二）常用化学诱变剂
常用的化学诱变剂有烷化剂、碱基 类似物、抗生素、叠氮化物、亚硝 酸、羟胺和吖啶等。
按其诱变机制则可分为 ：
1 直接诱变 DNA 结构的变异
如各种烷化剂( 甲基磺酸乙酯( EMS）、乙基磺酸 乙酯( EES) 、硫酸二乙酯( DES) 、硫酸二酯( DM S) ) 、亚硝酸等, 这类诱变剂是化学诱变剂 中应用最广的一类化合物。
1 外照射：指被照射的种子或植株所受的辐射来自外部某 一辐射源。 2 慢照射：低剂量长时间（几天至整个生育期）的照射 3 急照射：高剂量短时间内完成 处理对象：植株，种子，组织，器官，愈伤组织，花粉
（4）β 射线：带电粒子，质量小速度快，可 以穿透几毫米的组织。育种上常用的β 射 线由放射性同位素32P、35S产生。 32P、 35S必须进入植物组织和细胞后作为内照射 才能产生诱变作用。 （5）中子: 不带电粒子，穿透力强，可直接 进入细胞核内，适于处理种子、植株的外 照射。 （6）其它物理诱变因素 激光、电子束、等
物理诱变：利用辐射，诱发基因突变和染色体变异
化学诱变：应用化学物质诱发基因和染色体变异
特点
（一）优点： 1.提高突变率，变异范围广。 突变率可达3%，比自然突变高100-1000倍。突 变类型多，还可能产生新基因。 2.对单一性状改良有效。如早熟性、株高。 3.多为点突变和隐性突变，易稳定，育种年限短。 热中子，极早熟大豆哈75-222，比原品种早32天
剂量率：单位时间内被照射植物所受的剂量 R/h、R/min或R/S 辐射诱变效果与剂量大小有关，也与“剂 量率”有关。一般情况下，剂量率过高， 会显著影响幼苗成活率和生长速度。通常 干种子剂量率为60-100R/min，花粉 10R/min左右。
诱变育种的方法
诱变育种的方法引言：诱变育种是一种通过人为诱导生物体遗传物质的突变来改变其性状的育种方法。
它在农业、植物育种、动物育种等领域都有广泛应用。
本文将介绍诱变育种的基本原理、常用方法以及其在农业生产中的应用。
一、诱变育种的基本原理诱变育种的基本原理是通过诱导生物体的遗传物质发生突变，从而改变其性状。
突变是指基因发生改变，导致生物体的某些特征发生明显变化。
诱变育种利用这种突变来创造新的优良品种，以满足人们对农作物产量、品质、抗病性等方面的需求。
二、诱变育种的常用方法1. 辐射诱变法：辐射诱变法是最常见的诱变育种方法之一。
它通过使用不同类型的辐射源（如X射线、γ射线、紫外线等）照射生物体，使其遗传物质发生突变。
这种方法简单易行，广泛应用于农作物、家禽、家畜等的育种中。
2. 化学诱变法：化学诱变法是利用化学物质诱导生物体遗传物质发生突变的方法。
常用的化学诱变剂有EMS（乙基甲磺酸甲酯）、NMU （亚硝基甲基脲）等。
这些化学物质能够与DNA分子发生反应，导致碱基的改变，从而引发突变。
3. 基因工程诱变法：基因工程诱变法是近年来发展起来的一种新型诱变育种方法。
它利用基因工程技术，通过直接改变生物体的基因序列来诱导突变。
这种方法具有高效、精确的特点，可用于特定基因的定向突变。
三、诱变育种在农业生产中的应用1. 提高产量：诱变育种可以通过诱导农作物的突变，改变其生长发育过程中的关键基因，从而提高产量。
例如，通过诱变使水稻产生更多的穗粒，或使玉米产生更大的穗子，从而提高农作物的产量。
2. 改良品质：诱变育种还可以改良农作物的品质，使其具有更好的口感、营养价值或抗病性。
例如，通过诱变使水果的口感更甜、更脆，或使蔬菜的抗病能力增强，从而提高产品的市场竞争力。
3. 培育新品种：诱变育种可以创造出新的品种，满足市场需求。
通过诱变，育种者可以获得具有新颖特征的作物品种，如颜色、形状、味道等方面的变化，从而开拓市场。
结论：诱变育种是一种有效的育种方法，通过诱导生物体遗传物质的突变，改变其性状，以满足人们对农作物产量、品质、抗病性等方面的需求。
食用菌杂交育种及诱变育种步骤
食用菌杂交育种及诱变育种步骤食用菌杂交育种主要包括以下几个方面和步骤：一是选择亲本。
选择具有目的遗传性状并且孢子成熟的子实体。
二是弹射单孢子，将选择好的两个亲本的单孢子分别弹射到无菌滤纸上。
三是培养单孢子。
首先对两个亲本的单孢子进行连续稀释，然后进行培养，长成菌株后，对被污染的菌株及非单孢萌发的菌株进行淘汰。
四是交配试验。
将两个亲本所得到的单核菌丝进行组合配对试验，所有可能的组合都要进行，而后仔细观察交配后的反应。
五是在进行交配菌株的接触区两侧分别挑取一小块包括菌丝的培养基，然后接种到其他管内，并编号培养，然后鉴定双核菌丝真伪。
六是将所有产生锁状联合的杂交菌株进行扩大培养，制成原种、栽培种，通过段木栽培、瓶栽和袋栽，更进一步观察杂交菌株的各种性状，包括生产性状、抗逆性等。
七是将初步筛选出的杂交菌株进行进一步的生产试验，包括区域性试验，从而更加确定杂交菌株的各种性状，预估出杂交菌株的生产价值和推广价值，对于各项性状都理想的菌株要保留，并及时进行推广。
通过一系列的区域性试验和综合试验，确定杂交菌株的生产价值，淘汰不良菌株，保存理想菌株，及时推广应用。
杂交育种虽费工、费时，需要较好的实验设备和工作条件，成本比较高，但仍是目前最有效的育种方法。
食用菌诱变育种的优势是可以产生大量的变异，从而使人们可以在较大范围内选择优良的菌株。
诱变方法主要分为物理诱变和化学诱变。
诱变剂也有很多种，例如：X光线、紫外线、氮芥等等。
诱变育种的步骤可以概括为三步：第一步制作食用菌孢子悬浮液。
制作方法：将食用菌无菌孢子放入磷酸缓冲溶液或者生理盐水中，摇匀即可，浓度一般控制在每毫升溶液含有106～109个孢子为宜；第二步诱变处理，根据食用菌品种及条件选择适宜的诱变方法即可；第三步挑选优良菌株，该步骤是最关键的一步，也是工作量比较大的一个步骤，需要高度重视。
因为诱变处理后，只是扩大了变异的范围和变异量，而并不能说明所有的变异都是需要的，因此，要从大量的变异菌株挑选。
微生物诱变育种
诱变育种：是以人工手段诱发微生物基因突变，改变其遗传 结构和功能，从多种多样的突变体中筛选出产量高、性状优 良的突变株， 并设计出适合该突变株最佳的培养基和条件， 使其在最适的工艺条件下最有效地合成产物。 分三个阶段：菌种基因型改变， 突变体筛选，产量评估 基因突变是微生物变异的主要源泉，人工诱变是加速基因突 变的重要手段。诱变育种有以下几个优点：速度快、收效大、 方法简单。
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21
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生长因子的配制方法： 把同一组的氨基酸粉末混合置于洁净的瓶中，加入灭菌的 蒸馏水，充分溶解，置冰箱保存。 配制浓度：用于放线菌测定的氨基酸约1mg／ml 用于霉菌测定的约10mg／ml 维生素一般0.1mg／ml 生物素、维生素B12约0.01mg／ml 测定方法：缺陷型菌株和基本培养基混合制成平板，把 6 组生长因子直接点加于同一琼脂平板上，或用滤纸片沾取 后覆于琼脂平板上，培养后，观察哪一组或哪两个组区产 生混浊生长圈，即可确定该菌株缺陷的生长因子。
①
天冬氨酰磷酸
天冬氨酸-β-半醛 ASA ② ③ 二氨基庚二酸 DAP 高丝氨酸 Hse
④
高丝氨酸 磷酸 苏氨酸 Thr
⑤
O-琥珀酸 高丝氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸 Met
反馈抑制
异亮氨酸 Ile
优先合成
Asp
ASA DDP DAP Lys
Hse Met
Thr Ile
谷氨酸棒状菌、黄色短杆菌
Asp ASA DDP DAP Lys Hse Met Thr Ile Asp ASA DDP DAP Lys Hse Met Thr Ile
挑菌落
初筛 1瓶/株
微生物诱变育种
3. 夹层法
4. 限量补充培养法
该法有两种情况，如果试验的目的仅是检出营养缺陷型 菌株，则其方法是将富集培养后的细胞接种到含有0.01％ 蛋白胨的基本培养基上，培养后，野生型细胞迅速地长成 大菌落，在平皿底部作好颜色标记，而生长缓慢的小菌落 可能是缺陷型，此称限量培养。
四、营养缺陷型的鉴定
1. 鉴定方法
三、诱变剂及诱变剂量的选择
1. 诱变剂种类选择 对遗传稳定的出发菌株，最好采用以前未使用过的、突
变谱较宽的、诱变率高的强诱变剂。 对遗传不稳定的出发菌株，采用温和诱变剂。 对诱变史较长的高产菌株，如多次使用某一诱变剂，可
能出现“钝化”现象，此时则需改用另外的诱变剂。
2. 最佳剂量的选择：
经长期诱变后的高产菌株、遗传性状不太稳定的菌株， 宜用较温和的诱变剂和较低剂量处理。
2. 菌丝过滤法
真菌和放线菌等丝状菌的野生型孢子在基本培养基中能萌 发长成菌丝，而营养缺陷型的孢子则不能萌发。
把诱变处理后的孢子移入到基本培养液中，振荡培养10h左 右，使野生型孢子萌发的菌丝刚刚肉眼可见，用灭菌的脱 脂棉、滤纸或玻璃漏斗除去菌丝。继续培养，每隔3-4h过 滤一次，重复3-4次，最大限度地除去野生型细胞。然后稀 释，涂皿分离。
第二代：出发菌株4株
诱变
分离到平皿上
打琼脂块挑菌落1000-3000 块
置于检定板上
挑取5-10%透明圈、呈色圈、抑菌圈大的菌落
初筛
选30-50个菌株
复筛
选3-5株（提供第三代诱变出发菌株）
青霉菌的选育
2 U/ml 85000 U/ml
第二节 营养缺陷型菌株的筛选
一、营养缺陷型菌株的分离和筛选
要筛选具有特殊性状的菌株、较大幅度提高产量的菌株， 则用强诱变剂和高剂量处理。
食用菌育种基础讲座：第四讲 诱变育种
食用菌育种基础讲座：第四讲诱变育种
何强泰
【期刊名称】《江苏食用菌》
【年(卷),期】1990(000)005
【总页数】3页(P6-8)
【作者】何强泰
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】S646.03
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4.食用菌育种基础讲座：第二讲食用菌育种基本原理 [J], 何强泰
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主要原因：遗传因素 由遗传因素造成的不同类型菌落是一种变异现象，属不同 遗传特性的个体，而且可以遗传给下一代。
其它原因：非遗传因素，如培养基组成或培养条件的改变 等 非遗传因素产生的“变异”是一种假变异，不能遗传；菌 种重新移回原来的培养基和培养条件，形态可恢复原状。
1. 选择具备一定生产能力或某种特性的菌株作为出 发菌株
2. 选择纯种作出发菌株 3. 选择出发菌株应考虑其稳定性 4. 连续诱变育种过程中如何选择出发菌株
2.1 出发菌株
2. 对出发菌株的具体要求
–4. 连续诱变育种过程中如何选择出发菌株
2.1 出发菌株
2. 对出发菌株的具体要求 5. 选择出发菌株的其它因素 6. 采用多出发菌株(3-4个) 7. 菌种代谢特点
2.3 单孢子(或单细胞)悬液的制备
1. 供试菌株的孢子或菌体要年轻、健壮
细胞生理活性方面既要同步，又要处于最旺盛的对数期。 对于细菌来说，常常通过前培养达到要求。 对于丝状菌来说，制备菌悬液时力求90％以上为单孢子，并务必
除去菌丝片段，因为一般菌丝是多核的。 菌悬液的孢子或细菌数可用平板计数、血球计数器计数和光密度
2.1 出发菌株
1. 对一般出发菌株的要求
野生菌株:产量低，但对诱变因素敏感，变异幅 度大，正突变率高；
最好是由生产育种中的自发变异株 采用具有有利性状的菌株 考虑选择己发生过其他变异的菌株 选择增变菌株的变异株以堤高致变敏度 选取能累积少量所需产物或前体物菌株
2.1 出发菌株
2. 对出发菌株的具体要求
1.3 影响菌种生长发育的主要因素
1. 培养基 2. 培养基斜面制备技术 3. 移种的密度 4. 温度 5. 湿度 6. 药品和原材料质量
1.4 对其它条件的了解
了解菌种有效产物中的各种组分在代谢合成过程中 与培养条件的关系
建立一个准确、简便、快速检测产物的方法 研究最佳的菌种保藏培养基和培养条件
养至孢子刚刚萌发 加入缓冲液
为了研究遗传因素引起的不同菌落类型，应尽量避 免非遗传因素引起的菌落形态变化，以免鱼目混珠、 干扰试验结果。
1.2 菌种特性与生产性能关系
1. 多方面考查菌种的生活史，了解它们的形态、生理、生 化等生物学特性，以及这些特性与代谢产物合成的关系。 土霉素产生菌斜面孢子培养3~4天好于9~10天
2. 研究菌种的某些生物学特性与产量合成的相关性。 头孢霉素产量与孢子大小和数量成正比.
第二节 诱变育种的步骤与方法
诱变育种的原则
诱变育种具有方法简单、投资少、收获大等优点， 最大缺点是缺乏定向性。因此，除了深入开展诱变机 制研究外，在诱变育种过程中应注意:
挑选优良易诱的出发菌株 处理均匀的单胞或孢悬液 选择简便有效的诱变剂 选用最适剂量及作用时间 充分利用致变剂的协同效应 寻求可见的选择性相关指标 设计高效筛选方案与方法
诱变育种的注意事项
1. 在诱变育种前，应该对大生产的设备和工艺具有相当的知 识和全面的了解。
2. 诱变育种工作量大，周期长，对一般周期为7～10天的抗生 素菌种来说，一代诱变需2～3月，因此事先需作好充分准备， 如全面了解菌种培养特征和生化特征，以及有关培养条件对 其影响等，最后再进行严密设计，确定正确的选育程序和方 法。
菌体计数， 振荡10min
调整浓度
过滤
制备菌悬液
低温(2℃)10min 离心洗涤
加入适量嘧啶、嘌呤 或酵母膏，继续振荡
培养20～60 min
2.3 单孢子(或单细胞)悬液的制备
2. 菌悬液制备方法
(2) 产孢子菌类
处理材料是孢子，而不是菌丝。
成熟而新 鲜的孢子
液体培养基 振荡培 离心洗涤 振荡打碎孢子 过滤 菌体计数，
高产突变型菌株是一种数量性状的遗传变异，是由多基因 决定的：
1. 这些基因不可能通过一次诱变全部引起突变 2. 高产菌株产量的提高，是多代诱发突变积累的结果。只有那
些每次诱变后有1～2个控制产量的基因突变，使产物合成稍有 增加，又能维持其最起码代谢平衡的菌株才能生存下来。 3. 高产菌株的环境适应能力差，育种时必须注意调整环境条件。
目标：提高有效产物的产量
改善菌种特性、提高产品质量
简化工艺条件
开发新品种
诱变育种的目标及用途
青霉素产生菌选育历史
第一节 诱变育种的试验设计和准备工作
诱变的不可预测性
诱变育种 微生物
正变株 负变株
高产菌株的缺陷： (1)孢子数量减少 (2)生活周期延长 (3)可能发生回复突变
发生概率大
诱变育种的复杂性
法测定。 制备菌悬液通常采用生理盐水，如果用化学诱变剂处理时，则应
采用相应的缓冲液配制。
2.3 单孢子(或单细胞)悬液的制备
2. 菌悬液制备方法
(1) 细菌 采用同步化的预培养方法：
20～24h 培养 的新鲜斜面
基本培养基 35～37℃振 荡培养至对数期
6℃培养1h ， 使之同步生长
含玻璃珠三角瓶
2.2 出发菌株的纯化
一般丝状菌的野生菌株多数为异核体，如果菌种背 景复杂，用诱变剂处理后的变株中，负变率将增加。 因此，微生物菌种选育之前的出发菌株和新变种获 得之后，都要进行自然分离，即菌种纯化。
常用的纯化方法有划线分离法和稀释分离法；若仍 达不到要求，则需采用显微镜操纵器分离单孢子， 培养形成单菌落，得到纯菌株。
诱变育种的主要环节
诱变育种工作的三个主要环节：
1. 诱发突变
出发菌株、诱变剂及其剂量的选择、影响诱变效果的因素等
2. 突变株的筛选
筛选条件(培养基和培养条件的调整
突变株最佳培养条件的确定
1.1 诱变前对出发菌株的了解
1. 区分不同菌落类型
1.1 诱变前对出发菌株的了解
第四章 诱变育种
第一节 诱变育种的试验设计和准备工作 第二节 诱变育种的步骤与方法 第三节 突变株的分离与筛选 第四节 营养缺陷型菌株的筛选
诱变育种的目标及用途
概念：选用理、化致变剂处理均匀而分散的微生物细胞群， 促使其突变率显著提高；采用简便、快速和高效的筛选法 筛选出少数符合育种目的的突变株来供生产实践与研究应 用。