4 第三章 食用菌遗传育种

二、选择育种
又称自然选种 又称自然选种，是指利用自然界现有的变 自然选种， 经过选择培育获得新品种的方法。 异，经过选择培育获得新品种的方法。 包括以下步骤： 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、 品种不同地区：不同海拔高度、不同纬 不同基物上生长的野生菌。 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、 集时间、地点、海拔、坡向、土质、阴蔽 基物等。 度、基物等。 2、纯种分离
杏鲍菇同工酶酶谱
电泳
白6， 8， 11， 13， 19， 29， 野平，杏5
三、诱变育种
概念：是利用物理或化学等因素诱使DNA分子发生变异， 是利用物理或化学等因素诱使DNA分子发生变异，
从中加以选择和利用。
原理： 诱发突变
物理诱变：采用高能量辐照引起DNA受损伤，人为地改变碱基组 物理诱变：采用高能量辐照引起DNA受损伤，人为地改变碱基组 DNA
第三章 食用菌遗传育种
主要内容 第一节 食用菌的生活史 第二节 食用菌的交配系统 第三节 食用菌育种技术
第一节 食用菌的生活史
一、 概念----食用菌孢子萌发形成初生菌丝， 概念----食用菌孢子萌发形成初生菌丝， 初生菌丝经过质配形成次生菌丝，然后扭结 形成子实体，成熟子实体产生新一代孢子的 过程。 二、 典型生活史 三、常见食用菌的生活史
化学诱变：采用化学物质引起DNA改变，引起突变， 化学诱变：采用化学物质引起DNA改变，引起突变，
创造可实用的基因的可能。 诱变因素：根据诱变因素的化学性质或作用方式，可分为3 诱变因素：根据诱变因素的化学性质或作用方式，可分为3 大类：第1类不能在立体条件下进行。后2 大类：第1类不能在立体条件下进行。后2者可离体进行。 碱基类似物：有时掺入DNA分子中，导致原碱基对在空间 碱基类似物：有时掺入DNA分子中，导致原碱基对在空间 位置上的讹误，使遗传基因突变。有5 位置上的讹误，使遗传基因突变。有5-溴脱氧尿苷、 5-溴 尿嘧啶、a 尿嘧啶、a-氨基嘌呤。 改变DNA结构的诱变剂：能和1 改变DNA结构的诱变剂：能和1个或多个碱基发生化学反 应，从而导致复制时碱基配对的转换，即A 应，从而导致复制时碱基配对的转换，即A-T与G-C的转换， 引起突变。有亚硝酸、硫酸二乙酯、甲基磺酸乙酯、亚硝 基胍。 码阻移动诱变剂：能插入DNA分子的碱基对之间，使DNA 码阻移动诱变剂：能插入DNA分子的碱基对之间，使DNA 的结构变形，从而导致DNA复制时发生突变。包括丫啶类 的结构变形，从而导致DNA复制时发生突变。包括丫啶类 类、吡啶类、多环烃、含氮杂环致癌物、真菌毒素、抗生 素，研究最多的是丫啶类化合物。
2.黑木耳 2.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
3.草菇生活史。 3.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－蛋形期－伸长期－子实体
合顺序，引起突变，创造可实用的基因的可能。 诱变因素：紫外线、X 射线、γ 诱变因素：紫外线、X-射线、γ-射线、60Co、激光和高温等。其作用 Co、 是使原子外层的电子脱离原子核的吸引而产生电离，可能对DNA分子 是使原子外层的电子脱离原子核的吸引而产生电离，可能对DNA分子 中的某种键产生影响，从而引起结构的变化。 UV照射不形成电离辐射，而是对碱基对中嘧啶的作用较嘌呤更强烈。 UV照射不形成电离辐射，而是对碱基对中嘧啶的作用较嘌呤更强烈。 DNA吸收UV后，使其 嘧啶形成水合物和嘧啶二聚体。此物能阻碍 DNA吸收UV后，使其 嘧啶形成水合物和嘧啶二聚体。此物能阻碍 DNA解链和复制，因而导致遗传基因的紊乱。 DNA解链和复制，因而导致遗传基因的紊乱。
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。
伏源1号 伏源 号 高抗14 高抗 江都109 江都 2180
新乡市农科院 新乡市农科院 河南省科学院生物研究所 高邮市食用菌研究所
早秋高丰 9745 103 野平
生长速度与生长势
拮抗
拮抗
拮抗
不同平菇菌株间的拮抗反应结果
菌株 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 － + + － + + + + + + + + + + + － + + + + + + + + + + + － + + + + － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + — + + + － － － + － － － － － + － － － － + － － － + － － － + + + － － － P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14
异宗结合是指每个担孢子仅一个细胞核，担孢子萌发生成的单 异宗结合是指每个担孢子仅一个细胞核，担孢子萌发生成的单 核菌丝体通常自身不能形成子实体，需要不同交配型的单核菌 丝体交配后才可形成子实体的交配类型。 由交配型因子控制其交配。这种交配系统分为：单因子控制系 统（uni统（uni-factorial control）和双因子控制系统（bi-factorial control）和双因子控制系统（bicontrol）两类。 control）两类。 单因子控制系统也称二极性交配系统（ 单因子控制系统也称二极性交配系统（bipolar system），有性 system），有性 生殖由一个具有复等位基因的不亲和性因子A 生殖由一个具有复等位基因的不亲和性因子A控制担孢子极性， 每个担子产生的四个担孢子只有两种交配型，不同交配型的担 孢子萌发生成的单核菌丝体配对后形成子实体，如滑菇 （Pholiota nameko）。 nameko）。 双因子控制系统也称四极性交配系统（ 双因子控制系统也称四极性交配系统（tetrapolar system），有 system），有 性生殖由两个具有复等位基因的互不连锁的不亲和性因子A 性生殖由两个具有复等位基因的互不连锁的不亲和性因子A和 B控制，每个担子产生的四个担孢子有四种交配型，不同交配 型的担孢子萌发生成的单核菌丝体配对可形成子实体，如香菇 （Lentinula edodes）。 edodes）。
菌株来源
序号 菌种名称 菌种来源 序号 菌种名称 菌种来源
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
新831 灰平206 灰平 园林802 园林
河南省科学院生物研究所 新乡市农科院 新乡市农科院
P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14
黑平8 黑平 5178 黑丰204 黑丰
高邮市食用菌研究 所 新乡市农科院 高邮市食用菌研究 所 高邮市食用菌研究 所 新乡市农科院 河南科技学院 河南科技学院
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： 如亚硝酸 .烷化剂、丫啶类。 物理诱变剂：紫外线，X 射线，γ 物理诱变剂：紫外线，X —射线，γ—射 线，α 射线，β 线，α—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。 (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， (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)对诱变剂敏感的菌株。
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。
种木分离
3、生理性能测定 拮抗试验、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 的产量、菇形、温性、干鲜比. 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 每一菌丝一次试验不小于500 根(段木)； 段木) 每一菌株一次试验不小于50m 代料) 每一菌株一次试验不小于50m2(代料)。 6、示范推广。
典 型 食 用 菌 的 生 活 史
1.平菇的生活史 1.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（Aa 配－担孢子（Aa aB Ab ab）－萌发－单 ab）－萌发－单 核菌丝（AB&ab 核菌丝（AB&ab Ab&aB）－质配－ Ab&aB）－质配－ 双核菌丝－扭结期 －桑椹期－珊瑚期 －子实体
布勒现象—— 布勒现象——单双杂交的遗传基础
布勒现象：同种菌株间其单核体菌株会 布勒现象： 被双核菌株双核化， 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 单核杂交。 为布勒现象，即双--单核杂交。
第三节 食用菌育种技术
育种方法： 育种方法：
引种 选择育种 诱变育种 杂交育种 原生质体融合 基因工程育种配合 异宗配合 四极性异宗配合
同宗结合占10%，异宗结合占90%。异宗结合中二极性的占 同宗结合占10%，异宗结合占90%。异宗结合中二极性的占 25%，四极性的占75%。 25%，四极性的占75%。
根据单个担孢子萌发生长的菌丝能否形成子实体， 分为同宗结合（homothallism）和异宗结合 分为同宗结合（homothallism）和异宗结合 （heterothallism）两大类。 heterothallism）两大类。 同宗结合是指由单一担抱子萌发出的菌丝，充分生 同宗结合是指由单一担抱子萌发出的菌丝，充分生 长后即可形成子实体的交配类型，即自交可孕。在 食用菌中，同宗结合又因是否存在不亲和性因子分 为初级同宗结合（primary homothallism）和次级同 为初级同宗结合（primary homothallism）和次级同 宗结合（secondary homothallism）。 宗结合（secondary homothallism）。 初级同宗结合是指担孢子内只含有一个细胞核，此 初级同宗结合是指担孢子内只含有一个细胞核，此 单核担孢子萌发形成的同核菌丝体即可形成子实体， 完成生活史，如草菇（Volvariella volvacea）。 完成生活史，如草菇（Volvariella volvacea）。 次级同宗结合是每个担孢子内有两个不同交配型的 次级同宗结合是每个担孢子内有两个不同交配型的 细胞核，这种双核担孢子萌发后形成的菌丝不需要 与其它担孢子萌发的菌丝交配，即可完成生活史， 如双孢蘑菇（Agaricus bisporus）。 如双孢蘑菇（Agaricus bisporus）。
（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。 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.双孢菇生活史 4.双孢菇生活史
双孢菇生活史
生活史中核相变化
核相变化 n---------------n+n---------2n ---------------n+n---------2n 关键步骤 减数分裂-----质配---------核配 减数分裂-----质配---------
第二节 食用菌的交配系统