安徽农业.pdf

《安徽农业.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安徽农业.pdf（2页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、安徽农业科学。J o u r n a l o f A I 1 l1 u i A S c i 2 0 0 7。3 5 7 ：1 9 0 31 9 0 4 责任编辑陈娟责任校对胡先祥 双孢蘑菇单孢分离与单孢杂交研究进展 龚拯，周国 英，周德明 (中 南 林 业 科 技 大 学 资 源 与 环 境 学 院，湖 南 长 沙 4 l 0 o o 4)摘要从双孢蘑菇的遗传上阐明了单孢分离和单孢杂交的意义和重要性，对双孢蘑菇单孢杂交技术研究进展进行综述。关键词蘑菇；双孢蘑菇；单孢分离；单孢杂交 中图分类号Q 9 3 3 文献标识码A 文章编号0 5 1 7 6 6 l l(2 0 o 7)o 7 0 1 9

2、 0 3 0 2 双孢蘑菇 A g a r i c u s 6 咖 (1 a n g e)S i n g 属真菌 门担子菌 纲无隔担子菌亚纲伞菌 目 伞菌科蘑菇属，因其担子上通常仅 着生 2 个担孢子而得名，又称蘑菇、双孢菇等，双孢蘑菇是世 界上栽培地域最广、生产规模最大、产量最高的一种著名食 用菌，有“世界菇”之称。双孢蘑菇人工栽培已有 3 0 0多年历 史，菌株选育方法也得到不断发展。笔者对双孢蘑菇单孢杂 交技术研究进展进行综述，旨在为双孢蘑菇育种技术的深人 研究提供参考。l 单孢育种遗传基础 双孢蘑菇的繁殖方式有无性繁殖和有性生殖 2 种，其生 活史在过去已得到很好的研究。有性生殖是双孢

3、蘑菇生活 史的主要部分。它通过两性核在担子中的结合或两性细胞 以菌丝融合方式结合后形成新的个体。在典型的双孢蘑菇 中，双孢担子占绝大多数，大约 8 0 以上的担子是双孢的，而 且，每个孢子通常具有“+”“一”2 个不同交配型细胞核，因此 是 自 体可育的，它们不产生锁状联合，具有结菇能力。所以 次级同宗配合的遗传方式在其完整的有性生殖生活史中占 有很大比例。遗传变异和所需 变异的稳定 与遗传是双孢蘑 菇品种改 良的基础。这种变异的来源，有 自然发生的突变，如子实体颜色基因突变、不同品系的同核体菌丝间发生天然 杂交产生的变异等，但由于双孢蘑菇的有性生殖属于次级同 宗配合类型，其遗传保守性使得双孢

4、蘑菇天然杂交的机率非 常小。1 9 7 2 年 R a p e r 等对双孢蘑菇生活史进行了详细研究，并利用遗传标记技术，揭示了蘑菇杂交育种存在 2 个障碍：它具有独特的遗传特性，使担子上的 2 个孢子大多具有异 核而 自身可育；它的同核体与异核体间没有形态上的差 异，即异核体也无锁状联合现象-。2 单孢育种研究进展 1 8 9 4 年，康斯坦丁等首次制成蘑菇“纯菌种”。1 9 2 9 年，美国的兰伯特提出，子实体能从单孢子萌发的菌丝体产生，公开了用蘑菇孢子和组织培养物制种的秘密，促进了育种工 作的开展。双孢蘑菇早期的育种方法基本采用多孢分离法、组织培养法和选种方法。如：1 9 4 8 年法国

5、培育出的索米塞尔 蘑菇菌株，1 9 5 0年美 国培育 出的奶 白、棕色和白色等菌株，S i n d e n经过近 3 0年努力采用多孢筛选法获得的 A 6菌株，韩 国真菌蘑菇研究所选育的白色 3 0 4 号及白色 5 0 1 号双孢蘑菇 等。但采用传统方法改良菌株的进程缓慢。通过杂交使两亲本的优良I 生 状组合，是双孢蘑菇育种的 趋势。由于双孢蘑菇的单孢子大多数是 自体可育的，虽用可 作者简介龚拯(1 9 8 1 一)，男，湖南常德人，硕士研 究生，研 究方向：林 业 微 生物：收稿 日期2 0 0 6-1 2-0 3 育单孢子杂交也能得到杂交后代，但鉴定杂交是否成功十分 困难。S i n

6、d e n 在第 2 次北美蘑菇会议上指出，“自从 L a m b e r t 博士指出蘑菇完全可以用单孢子培养进行 自体繁殖以来，关于杂交的种种希望已经变得暗淡起来。双孢蘑菇杂交既 无可能，又很困难。”随着对双孢蘑菇遗传研究的深人，人们 在用标记技术鉴定杂交后代方面取得了很大进步。1 972 年，Raper 提出利用营养缺陷标记杂交育种；1 979 年，E l l i o t t 利用 抗性标记选择杂种；1 9 8 2年，M a y利用同工酶标记推定同核 株来鉴定杂交子；1 9 8 0 年，F r i t s c h以同核不育单孢子，杂交恢 复可育性来鉴定杂交子，获得了 U 2 和 U 3

7、菌株l 1 0 J。目前 同 核不育单孢i e x,1 杂交已成为世界上应用最广泛的方法，它通 过单孢分离获得 自体不育的同核单孢子，这种单孢子是 自体 不育的，只有杂交成为异核体才能出菇结实，在双孢蘑菇担 孢子中这种孢子 占4 0 一“一。杂交时选择亲缘关系较远，且 具有优势互补的亲本进行同核不育单孢配对杂交，以恢复育 性作为杂交子选择的标记，就有机会获得具有优 良性状的杂 交菌株。在国内，福建省轻工业研究所利用同核不育单孢配 对杂交，选育出 A s 3 7 6、A s 1 6 7 1 和 A s 2 7 9 6等系列杂交菌株。3 单孢育种存在的问题 双孢蘑菇育种经历 了野生驯化、自然选种、

8、多孢分离育 种、同核单孢不育杂交育种和原生质体融合育种，当前原生 质体融合技术在双孢蘑菇育种中仍处于研究阶段，同核不育 单孢配对杂交仍然是双孢蘑菇育种的有效方法，但该方法存 在很多不完善的地方。3 1 双孢蘑菇种质资源十分有限，现存种质 的遗传差异小 1 9 8 2年美国宾州大学 R o y z e等用电泳法检测了宾州大学蘑 菇菌种保藏中心保存的 1 9 6个引 自世界各地(主要是欧洲)的双孢蘑菇菌株后认为，当前商品双孢蘑菇栽培是近似纯 种 一。尽管 1 9 8 8 年加拿大的科学家应用野生菌株与商品菌 株的同核不育株配对杂交培育出具有生长较快、对温度变化 不敏感、产量高、能抵抗常见的双孢蘑菇

9、病原细菌与病毒的 侵染等优点 的新的优 良菌株_ l 一；1 9 8 9 年美国加州发现了双 孢蘑菇的四孢变种l l，但双孢蘑菇野生种质资源仍然十分 稀少，国内更是空 白。双孢蘑菇种质资源的馈乏，严重限制 了单孢杂交等杂交方法作用的发挥。1 9 8 8 年 K e r r i g a n博士发 起了全球性收集鉴定蘑菇种质的计划(A R P)，以便发现和充 分利用有限的种质，获得了世界各地的响应。3 2 传统的单孢分离方法 l 6 j 操作繁琐、染菌率高传统 的单孢分离方法对显微操作和无菌操作要求十分严格。当 前分离方法主要针对这些 问题进行改进，并取得了较好效 果。如：在孢子悬液中加人抗生素抑

10、制杂菌的生长_ l、使用 设计独特的单孢分离器或使用小玻片注射法【J、眉毛挑针 维普资讯 http:/ 1 9 0 4 安徽农业科学 2 0 0 7芷 法一。等。但是这些问题依然是单孢分离 中的难点，有待进 一步研究设计出更简易、更严格的无菌操作方法。3 3 单孢分离萌发率低蘑菇孢子萌发要求的条件严格，直至现阶段，孢子萌发速度缓慢和萌发率低下仍然是阻碍蘑 菇育种的瓶颈因素。而且单孢子萌发条件比多孢子萌发条 件要求更严格，常用促进单孢萌发密度的孢子刺激孢子萌 发。有研究表明，同种生长菌丝体的存在可显著刺激单孢子 的萌发一。也有试验表明，当供试种菌孢子质量较好时，孢 子在无菌的 1 葡萄糖溶液或蔗

11、糖水中浸泡 2 4 h，经单孢子 分离后，使用同种菌丝体刺激孢子萌发，于 2 5 下培养 2 0 d 左右，可得到较高的单孢子萌发率；当供试种菇孢子质量较 差而萌发率较低时，在孢子浸泡溶液中添加 1 0 m g k g硫胺 素 也可使单孢子的萌发率显著提 一。总之，双孢蘑菇的 孢子萌发条件非常复杂，甚至可能与收集孢子和孢子弹射的 时间及孢子保存条件等有关，这有待进一步研究。3 4 双孢蘑菇育种缺乏有效的遗传标记3 0 0年来，双孢蘑 菇育种的遗传标记从简单的性状标记、营养缺陷标记、抗性 标记发展到 2 0 世纪 7 0 年代的同核不育单孢配对杂交。目前 同核不育单孢配对杂交仍然是双孢蘑菇育种的

12、主要方法，但 该方法存在很多不完善的方面，如产生的杂种子代并不都具 备亲本的优良性状。4 结语 新的双孢蘑菇杂交种在产量上有所提高，但世界性的蘑 菇生产发展却是由于栽培面积的增加、栽培技术的完善、添加 剂的使用和堆料的改进等带来的，因此双孢蘑菇杂交依然有很 大的潜力。随着对双孢蘑菇遗传研究的深入，新的更简便遗传 标记的出现，以及显微技术和无菌操作技术的发展，单孢分离 卜 一 卜 一 卜”卜 一 卜 卜 卜 卜 一 卜”卜”(上接第 1 8 9 8页)异，与 之间的差异不显著，与 l 之间差异显著。因此从关联度来看，影响烂铃流行的主导因素是雨 日和雨 量，其次是菌源基数。2 2 引起烂铃的主导病

13、原菌据调查，2 0 0 22 0 0 4年铃疫 病菌引起的发病占烂铃总数的9 3 9 4，因此铃疫病菌是引 起烂铃的主导病原菌。初始烂铃往往是由铃疫病菌直接侵 染青铃造成的。因此初始烂铃率高低可反映烂铃流行的病 源基数，这可能是初始烂铃率即菌源基数 成为直播棉烂 铃流行主导因素的原因。2 3 病菌来源与传播途径 铃疫病菌多来 自土壤表面，棉 花现蕾后病菌随病组织 或不依赖寄主在土壤 中呈腐 生生 活 在秋季多雨、潮湿条件下，病菌在土壤表层产生孢子囊(游动孢子)随雨水的飞溅传播侵害棉铃引起发病。如果在 棉花现蕾初期摘除基部 3 个果枝以阻碍病菌传播途径，铃 和单孢杂交依然将在双孢蘑菇育种中发挥重

14、要作用。参考文献 1 王泽生 中国蘑菇栽培学 M 北京：中国农业出版社，2 13 0 0 2 R A P E RCA，R A P E R J R，玎 1 I E RRE G e n e t i c a n a l y s is t h e l if e c y d e a g c u s b is p o r u s J J My c o l o g ia，1 9 7 2，6 4：1 0 8 8 1 1 1 7 3 R A P E R C A，K A Y E G S e x u a l a n d x h e r r d a t i o n s h i i n t h e g l u s a

15、g c a s J G e n e r a l M i c r o b io l o g y，1 9 7 8，1 0 5：1 3 5一l 5 1 4 曾伟，宋恩扬，王泽生 双孢蘑菇的分子遗传育种研究进展 J 微生物 学通报，1 9 9 6，2 6(4)：3 0 1 3 0 4 5 陈文良，顾沁雪 食用菌育种技术的研究进展 J 生物学i 陧，1 9 9 8，3 3 (1 1)：l 3 一l 5 6 王泽生 中国双孢蘑菇栽培与品种改良 J _ 中国食用菌，2 13 0 0，1 9(S)：3 3 3 6 7 E L LI O T T J S p o 1t a l l e O ll$x 0 U p h

16、 s i n a g 日 r ic u s b io s p o r u s l J J E l Jp h c a，1 9 7 9 1 5 5：5 0 55 0 8 8 C H A!E NM P，WI L S O N KL，E I L I O ITT J F u n g ic i d e r e s is t a n c ei n a c u s b i s p o r u s J Mu s h r a n S c i e n c e，1 9 8 9，1 2(1)：3 7 4 6 1 9 J M A YB，R O Y S ED J U s e i s 0 v i a t i o n t oid

17、 g e n o t y p i c d a s s e s d a-c u s b I u m M s o e r Is l J J My c o lo g ia，1 9 8 2，6：2 8 3 2 9 2 1 0 F R r lS C H EG B r e e d i n g a g c a s b is p o r u s a t t h e IT u s m m m s t a ti o n J M t ts h r c J 1 9 8 3，l ：4 9 5 3 1 1 陈士瑜，田敬华 食用菌工作手册 M 天门：湖北省天门县科学技术 委员会编印，l 9 8 6 1 2 R O Y S

18、E D J，M A Y B G e n e t i c r e la t e d n e s s a n d i ts a p p l i c a ti o n i n s e l e c t i v e b r e e d i n g a 翻 c u s b mn me n s J J M y c o l o g i a，l 9 8 2，7 4：5 6 9 5 7 5 【l 3I K E R R I G A N R W，R O S S L K A l l o n e s a w il d a g c u s b i s p o r u s p o l 3 u l a-t i o n：n e

19、w a l l e l e s，n e w 1 o t y p l J J M y c o l o g i a，1 9 8 9，8 1(3)：4 3 3 4 4 3 1 4 王泽生 双孢蘑菇杂交育种研究进展 J 中国食用菌，1 9 9 2，4(1 1)：1 0 一l 2 1 5 陈士俞 食用菌生产大全 M 北京：农业出版社，1 9 9 7 1 6 黄年来 中国食用菌百科 M 北京：中国农业出 版社，1 9 9 7 1 7 李晓，刘振钦，刘晓龙，李 玉 大型经济真菌单孢分离方法的研 究 J 吉林农业大学学报，2 O O 2，2 4(3)：4 1 4 2 1 8 王国良 介绍一种改进的单孢分离技术

20、 J 植物保护，l 9 8 6(3)：4 3 1 9 林代福 单孢分离的眉毛挑针法 J 山东农业生物学报，2 0 f B，2 2(5)：4 6 24 6 3 2 O 郑 雪萍，吴 锦文 蘑菇 单孢 子分离 及其 影响 单孢 子萌发率因 子的石 于 f 究 J 中国食用菌，1 9 9 0，(2)：1 7 2 1 林新坚 蘑菇孢子萌发条件的研究 J 食用菌，1 9 8 8(3)：2 9 病 防效可达 5 7 以上。说明降雨状况(雨 日和雨量)与烂铃 流行传播有密切关系。3 小结与讨论(1)灰色关联度分析是灰色系统理论的重要内容，它根 据 因素之间发展态势的相异程度来衡量因素之间的接近程 度，是植病流行因素定性 和定量分析相结合的新型系统分 析法。(2)灰色关联度分析结果表明，雨 日、雨量及菌源基数 3 个因素是影响烂铃流行传播 的主导因素，这与定性分析的 结 果一致。因此，在组建直播棉烂铃流行动态模型时应首 先考虑降雨状况和菌源基数。参考文献 1 李桂荣 棉花烂铃原因及防治 J 农村白事通，2 0 0 6(1 7)：3 8、2 张震，余行简，强学杰，等 棉花“三桃”调查性状因子的灰色关联度分 析 J 江西棉花，2 O O O，22(4)：2 9 3 1 维普资讯 http:/