食用菌实验技术 第五讲 杂交育种

一、基本原理食用菌杂交的基本原理是四分体过程中的基因重组。主要用于异宗配合的食用菌类,如木耳、银耳、香菇、平菇、金针菇、猴头、滑菇、大肥菇等。而部分异宗配合的食用菌,如双孢蘑菇、草菇等则主要靠单孢子分离选优。异宗配合是指自身不孕,必须由不同交配型的单核体杂交才能完成有性生活史的菌类。这些菌类一般认为属于两种不亲和系统,即单因子系统(二极性)和双因子系统(四极性)。按照性模式,在二极性的生活史中发生的主要过程为:同核体质配双核体核配A×a——→(A+a)——→双倍体减数分裂两种同核体后代孢子Aa——→A,a,A,a它们的后代孢子是两种同频度的交配     

食用菌育种中的对称杂交和非对称杂交

在食用菌的杂交育种中,根据亲本细胞核和细胞质成分在后代中的组合和分配,可以分为对称杂交和非对称杂交两种方式。对称杂交主要指异宗结合食用菌的单孢杂交(或同宗结合食用菌的同核体杂交)和原生质体融合;非对称杂交则包括单双核杂交(布勒杂交)、失活原生质体融合和外源 DNA 导入等方式。     

单核和同核原生质体技术在食用菌遗传育种上的应用

单核和同核原生质体是食用菌原生质体技术中的一个重要研究内容,由于单核和同核原生质体是没有经过减数分裂形成的无性后代,为食用菌遗传和育种研究提供了一个重要的材料。本文阐述了食用菌单核和同核原生质体的发现和作用以及在食用菌遗传研究上的应用前景。     

论食用菌的“世代”概念

在食用菌遗传育种研究领域中,尤其在杂交育种时,常常涉及到杂交后代若干世代问题。而关于“世代”的含意,目前在食用菌的生产和科研中还很混乱。如:有的人把母种每转一次管就称之为“一代”;有的人则把从母种转接到原种培养料上,或从原种转接到栽培料上,也称为一代或二代。以上情况,仅是原菌丝继续有丝分裂而进行繁殖,没有涉及到任何世代交替。为此,笔者建议,对食用菌的“世代”一词,应该有统一的科学概念。正确的说,一个世代周期,指从孢子萌发形成一个单核初生菌丝开始,不同性别菌丝交配形成双     

第三讲 繁殖与生活史

食用菌的交配系统和育种技术相当复杂。只有了解它的繁殖方式和生活史,才能把握主要环节,采取有效措施。一、菌丝发育和核行为食用菌大部分属于担子菌纲,它们的特点是能形成担子,有双核期,有桶状横隔,有的还有锁状连合。菌丝由孢子萌发而来,呈分枝状细丝,由菌丝细胞组成,许多菌丝聚集为菌丝体,它能穿入基质吸取营养,并通过细胞分裂不断生长发育,最后形成子实体。菌丝在整个生命过程中,经历三个发育阶段:①初生菌丝体,也叫同核体。由孢子萌发形成,每个菌丝细胞有一个核,细胞有不同配合型。②次生菌丝     

香菇单核原生质体的制备

从食用菌菌丝体中制备出的单核或同核原生质体,是一种不同于孢子单核体的新的育种材料,是原生质体技术在食用菌杂交育种中的重要应用.它为充分利用丰富的野生种质资源,扩大现有栽培种的基因型,缩短育种周期开辟了一个新的途径.本文以香菇为材料,研究了其单核原生质体的形成及其规律.     

香菇双单杂交育种研究初报

香菇(Lentinula edodes)隶属于标准的四极性异宗结合的高等担子菌,它的交配系统受A、B这两个非连锁的等位基因控制,其杂交的理论基础是交配型的可亲和性.目前,关于香菇的遗传改良主要方法之一仍是杂交育种,且多是单孢杂交育种.双单交配是30年代加拿大真菌学家发现的一种现象,虽然不少育种学家对此颇感兴趣,但国内外报道很少.本研究以香菇的栽培种苏香(S)及其孢子单核体的自交后代(SS0I)作供体,以香菇的杂交种农1的孢子单核体(A1B4)作受体,进行双一单杂交,拮抗试验并辅以液体出菇试验鉴定杂交后代,选择2个杂交菌株进行袋栽实验,并对杂交菌株的农艺进行了分析,以探索香菇双单杂交育种的可行性,为食用菌的遗传育种开辟新的领域.     

金针菇孢子及其释放特性的观察

当前食用菌育种的主要手段仍是杂交育种.即用食用菌的不同品种的孢子形成的单核菌丝杂交,得到杂种后代,再进行选育的一种育种方法.日常的菌种制备工作,孢子分离法是一种重要的制种手段.因此,对食用菌孢子形态结构及其释放特性的了解,显然是食用菌遗传育种工作的一环,也是研究金针菇生物学特性的一个重要内容.     

单核枇杷形成的影响因素研究

【目的】明确单核枇杷形成的主要影响因素。【方法】以3个单核枇杷单株‘2-27’、‘10-6’、‘10-47’为试材,‘大五星’为对照,研究了单核枇杷花粉活力、离体萌发率和授粉受精亲和性,并进行了小孢子母细胞减数分裂行为和雌配子体发育进程的解剖学观察,并鉴定其倍性。【结果】3个单核枇杷都是三倍体;花粉畸形率高、离体萌发率极低,花粉母细胞减数分裂异常;二倍体花粉在单核枇杷柱头上有生长缓慢或停滞的现象,田间杂交所获子代全部为单核;单核枇杷中多见胚囊过早解体退化,导致大部分未受精胚珠过早败育。偶见1个子房中仅存1个正常胚珠,有望发育为单核果实。【结论】三倍体减数分裂过程中,染色体分离重组或不减数等形成低几率育性,最终获得的极少数有育性的配子才是形成单核的关键。     

香菇交配型基因的遗传研究——Ⅱ香菇孢子单核体和原生质单核体形态与生化性状上的差异

本文以香菇1号菌株的孢子单核体和原生质单核体为材料,用统计学方法对两类单核体的菌丝生长速度和羧甲基纤维素酶活性进行分析,并采用平均连锁聚类方法对酯酶同工酶图谱进行聚类,从交配型角度探讨了不同来源的两类单核体在形态和生化性状上的差异。结果表明:孢子单核体和原生质单核体在菌落形态、菌丝生长速度和羧甲基纤维素酶三个性状上表现出相同的差异趋势,在同一种交配型的个体间,孢子单核体的变异系数明显大于原生质单核体,在酯酶同工酶电泳图谱这一性状上,用聚类方法可以将绝大多数单核体归入所属的交配型范围内。这两类单核体具有的不同表型与它们的不同来源有密切的联系,有性世代中复杂的遗传行为导致孢子单核体中性状出现较大的变异,而作为无性后代的原生质单核体则表现出性状相对稳定的特征,这两类单核体表现出的差异为香菇的遗传和育种研究提供了重要的基础材料。     

几种食用菌孢子分离及其交配行为的遗传分析

孢子分离是食用菌常规杂交育种的第一步工作,分离获得的孢子其交配行为取决于交配系统,如草菇属初级同宗结合,双孢蘑菇为次级同宗结合,大肥菇、香菇、平菇等为异宗结合菇类,对不同交配系统担孢子的遗传重组及其孢子交配行为进行分析,在理论上便能推算出有性后代的变异程度,从而为育种和菌种生产提供科学依据.假定某食用菌双核体(异核体)基因型是AaBb,它经减数分裂后可产生AB、Ab、aB、ab四种孢子,在斜面上涂布这四种孢子,则其后代就可能出现AaBb(亲本型PD)及AABB、AaBB、aaBB、AABb、Aabb、AAbb、aaBb、aabb(非亲本型NPD)9种基因型,尽管子代在遗传上包含了亲代所有的遗传组成,但是基因型及基因型频率发生了变化,PD/NPD=4/12,如果AaBb基因型具杂种优势性状的话,那么非亲本子代就可能影响其原基因型生物学性状的表达.     

担子菌杂交育种基础

三、同宗配合与次级同宗配合担子菌的分离比同宗配合担子菌占全部担子菌的10％,分为初级同宗配合和次级同宗配合两种类型。初级同宗配合的担子菌无任何明显的接合作用控制,看来不存在不亲和性系统,接受单个减数分裂后的核的孢子能直接发育成自体可育的菌丝体,也就是说可育的菌丝体是同核体的,异核体阶段已经在生活史中丧失。所以,这一类担子菌我们是不能利用分离单孢的办法来进行常规的有性杂交,故此不拟作深入介绍。     

大杯伞生物学特性研究

大杯伞（Clitocybe maxima）是八十年代驯化成功的食用菌新品种.本文详细描述了其子实体发育的四个时期—一棒形期、钉头期、杯形期、成熟期的形态特征.以及菌褶子实层、单核菌丝、双核菌丝中的丝状菌丝、粉状菌丝和产孢菌丝团的显微构造;阐述了大杯伞生活史中的三个有性大循环和一个无性小循环,说明其有性世代可不必经过伞形子实体阶段,而由产孢菌丝团和粉状双核菌丝直接产生担子和担孢子来完成;对大杯伞生长发育各个阶段的温度、营养、水分、光照、空气和pH值等要求也作了较详细论述.     

红皮云杉花粉母细胞减数分裂和花粉发育的研究

 本研究采用压片法,观察研究了红皮云杉花粉母细胞（PMC）减数分裂和花粉发育的完整过程。证实红皮云杉PMC减数分裂始于每年春季,持续时间较长,约2～3个月。减数分裂中期二价体构型以两臂至少发生两次交换的环形二价体居多,很少观察到棒状二价体。减数分裂粗线期结束之后,经历明显的弥散双线期阶段。胞质分裂发生在第两次减数分裂结束之后,属于同时型分裂方式,形成的四分体主要是四面体形的。四分体的构型还受到第二次减数分裂中期纺锤体定向的影响,其中纺锤体垂直排列形成的四分体是四面体形的,而纺锤体平行排列形成的四分体是四角形的。四分体在胼胝酶的作用下,释放出单核小孢子。红皮云杉从单核小孢子发育为成熟花粉,经过3次有丝分裂,形成4细胞的成熟花粉,包括2个原叶细胞,1个生殖细胞和1个管细胞。云杉属花粉的发育与松属基本相同,成熟花粉均由4个细胞组成。     

致幻菌黄褐裸盖伞生活史及交配型研究

研究了致幻菌黄褐裸盖伞子实体培养、担孢子萌发及生活史。结果表明,黄褐裸盖伞在土豆-葡萄糖-琼脂培养基上很容易结实;是一种单因子控制的二极性异宗结合真菌;担孢子经细胞壁裂解酶酶解处理能够萌发,但是萌发率很低,仅为0．18％。该真菌无单核结实现象,在实验条件下不产生无性孢子,为典型的单倍体-双核体生活史。     

松茸的生活史及栽培法

一、生活史松茸(Tricholoma matsutake Ito et Imai.)为菌根菌,子实体单生或群生,在林下一般形成园形蘑菇圈或环形菌环。成熟子实体菌盖下面菌褶的两侧是子实层,子实层由栅状排列的担子构成,其顶端产生与其他担子菌相同的4个担孢子,但有单核担孢子和双核担孢子两种类型。单核孢子萌发成为单核菌丝(一次菌丝),与其他异性单核菌丝进行胞质融合而成为双核菌丝(二次菌丝)。另一种则是双核担孢子萌发后直接形成双核菌     

香菇双单杂交育种初步研究

选用香菇的一个野生株（Ｑ）与一个栽培株苏香（Ｓ）的４种孢子单核体进行双单杂交，获得四个杂交后代。栽培结果表明：１，２，４号菌株产量明显高于双亲产量，其中以２号菌株产量最高，其生物转化率为８６９１％，产量优势为２１２９％，３号菌株产量高于双核体亲本Ｑ，其杂种优势显著。     

布勒现象与食用菌杂交

食用菌大多数都属于担子菌,这个庞大的家族种类繁多,千差万别。但是就其生活史来说,除了少数同宗配合的种类外,却大多有一个共同的模式,就是由一个自体不育的单核体,通过有性过程转变成双核体,在适宜的条件下便可形成子实体。在异宗配合的担子菌的育种中,主要手段是根据担子菌有性过程的特性,施行杂交育种。基本方法就是把基因型不同的两个双核菌株的单孢子分离出来,两两配对。如果这两个单孢子是属于不同的性别,即含有不     

苹果属四倍性皱叶矮生株系小孢子败育过程的解剖观察

为了研究平邑甜茶与扎矮山定子杂交后代中四倍性皱叶矮生株系10#和23#植株的雄性不育表现和细胞学特征,在观测花朵形态基础上,采用石蜡切片法显微观察了四倍性皱叶矮生株系及父本扎矮山定子(对照)的小孢子发生和败育过程。结果表明,10#和23#株系能产生雄蕊,但在初花期就出现花药干瘪现象,也没有显现花粉。显微观察发现:10#和23#株系在小孢子母细胞的形态特征和发育过程上与对照没有明显区别,它们的小孢子母细胞也能进行减数分裂并形成形态正常的二分体和四分体,但未能形成单核花粉粒;到开花前它们的花药均表现空囊现象;因此,10#和23#株系的小孢子败育时期是在四分体到单核花粉粒期间。     

大白菜雄性不育系小孢子发生的细胞形态学研究

  采用塑料半薄切片技术, 在光学显微镜下系统地观察了大白菜同质异核、异质同核细胞质雄性不育系、细胞核雄性不育系及其相应保持系花药发育过程的细胞形态学特征。研究结果表明: 细胞核雄性不育系花药败育主要发生在减数分裂期, 花粉母细胞不能发生正常的减数分裂; 细胞质雄性不育系花药败育主要发生在四分体时期或小孢子单核期, 表现为绒毡层细胞异常, 四分体或小孢子败育。