第三章 食用菌遗传育种

先将原生质体涂布于等渗平面上，再覆以同样 培养基埋藏培养。 再生率通常为百之零点几至百分之几十。
（5）杂种细胞的选择


融合后：
①产生杂种双倍体或单倍重组体，真融合。 ②形成异核体，暂时融合。


选择方法：
①利用亲本在营养缺陷型或抗药性上的互补进 行鉴定的互补选择法。 ②对异核体进行早期识别然后分别培养定位， 观察。
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。


典 型 食 用 菌 的 生 活 史
1.平菇的生活史
Leabharlann Baidu
（异宗结合，双因 子控制）： 子实体－担子－核 配－担孢子（Aa aB Ab ab）－萌发－单 核菌丝（AB&ab Ab&aB）－质配－ 双核菌丝－扭结期 －桑椹期－珊瑚期 －子实体
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

第二节 食用菌的交配系统

初级同宗配合


同宗配合
次级同宗配合 交配系统


二极性异宗配合
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 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 （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 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 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 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）。 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）。




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-factorial control）和双因子控制系统（bi-factorial control）两类。 单因子控制系统也称二极性交配系统（bipolar system），有性 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）。 双因子控制系统也称四极性交配系统（tetrapolar 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）。

六、基因工程育种
基因分离----基因的酶切----体外重组----载体
传递----复制表达----筛选繁殖----推广应用

四、杂交育种。
概念：是通过两个或多个亲本遗传物质的
交换和重组等来产生有别于亲本的变异，从 而在不发生突变的情况下产生新的遗传型的 菌株或品种。
原理：
遗传重组是分子水平的概念，而杂交则是细 胞水平的概念。 通过单-单杂交或单-双杂交获得杂种优势。

单孢杂交杂交的程序


亲本菌株
↓ ↓ ↓ ↓ 用单孢分离器或平板稀释等方法获得单孢 将各单个担孢子萌发生成的单核菌丝在平板上两两配对 通过标记，回交等方法鉴别杂种 通过小型栽培试验淘汰多数表现一般的菌株 通过更精确的试验选出少数优良菌株

2．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
（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。

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。

二、选择育种
又称自然选种，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

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
新831
灰平206
河南省科学院生物研究所
新乡市农科院
P8
P9
黑平8
5178
高邮市食用菌研究 所
新乡市农科院
P3
P4 P5 P6 P7
园林802
伏源1号 高抗14 江都109 2180
新乡市农科院
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
P10
P11 P12 P13 P14
黑丰204
早秋高丰 9745 103 野平
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
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


（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。 促融剂：聚乙二醇（PEG）；分子量 4000-6000，10mg CaCl2 25%-40% Ca离子加入有助于融合。

（4）细胞壁再生
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 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。
第三节 食用菌育种技术
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

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。


分离单孢
配对杂交




杂种鉴定
初筛
↓




复筛
↓
扩大试验
↓

示范推广
五、原生质体融合
1.原生质体融合过程
2. 原生质体融合技术

（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）和纤维素酶。 菌丝菌龄：培养2-3天 渗透压稳定剂：甘露醇，蔗糖，KCl，NaCl （0.3-0.8mol/L）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.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
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 关键步骤 减数分裂-----质配---------核配

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 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(代料)。 6、示范推广。



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 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 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-氨基嘌呤。 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-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 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。

（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。


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—射 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。 (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。
P4 P5 P6
－ +
+ － +
+
+ － + + + － + + +
P7 P8 P9
P10 P11 P12
+ + +
+ + +
+ + +
+ + +
+ + +
+ － +
+ + +
+ + +
+ + +
+ + +
+ + +
+ — +
－ －
－ + －
－
－ + － － + － + － +
P13
P14
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
－
－
－
－
－
－
－
－
+
+
－
－ －
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，
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
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-射线、60Co、激光和高温等。其作用 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。 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。
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， 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