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    香菇育种知识简介


    【发布日期】:2004-08-26  【来源】:
    【核心提示】:黄年来(福建三明真菌研究所)香菇Lentinusedodes(Berk)Sing.是目前世界上第二大宗人工栽培的食用菌。1981年全世界鲜香菇的年

    黄年来

    (福建三明真菌研究所)

    香菇Lentinusedodes(Berk)Sing.是目前世界上第二大宗人工栽培的食用菌。1981年全世界鲜香菇的年产量约19.2万吨(鲜:干=7:1;其中日本干香菇占1,4735吨,占世界干香菇产量90(共l6385吨,其中中国700吨,南朝鲜950吨;鲜菇7,8000吨,几乎占全世界量的100)。随着科枝交流和亚洲移民的增多。目前欧洲和羡国香菇的需求量激增。对香菇的引种也十分兴趣。

    我国虽然有800年以上栽培香菇的历史,但至今没有把香菇生产搞上去。近几年来的年产量徘徊在3000一4000吨左右。其原因是多方面的。其中有一个主要原因是沿用砍花栽培法,对香菇育种工作没有引起国家的高度重视。

    目前国内栽培的许多香菇菌种,除了各地自己分离和保藏的野生菌株之外,大多数是从日本引进来的栽培种。只有少数有条件的高等院校和研究所,做了少量的探索工作。为了把我国的香菇栽培事业搞上去,为了育出本国的香菇优良品种,育菇育种工作亟待开展。

    大家都知道,育种是一种用人工方法控制香菇繁殖的手段,通过育种的手段,把不同菌株理想的遗传特征结合起来,创造比原来更好的菌株,甚至是自然界申原来不存在的新种。新品种或新菌株。为了达到这个目的,在从事食用育种过程中,必须具备如下最低的要求:

    1.在交配过程中,菌株之间有明显可辩的交配反应。

    2.交配之后,杂交菌株有产生子实体的能力。

    3.有减数分梨(亲株双方的遗传物质可以发生交换、重组和分离)。

    4.担孢子有存活力。

    除上述四条之外,为了提高育种的工作效率,还必须具备许多其他的附加条件。

    据国外报道,选作育种对象的,最理想的食用菌的特征如下:

    1.有性生殖是异宗结合的;

    2.生活史比较短,单倍期占优势;

    3.生活史可以在实验室中,在入工控制的条件下完成;

    4.孢子很容易萌发,而且萌发率很高;

    5.交配反应很清楚,结实性菌丝很容易辨认,并把它分离出来进行扩大,培养,产生子实体;

    6.培养条件已清楚,要求又比较简单;

    7.育种原始材料很容易在自然界中找到;

    8.遗传特性有较大的变异性。

    从1935年日本及川、西门,内山等人开始研究香菇的性别,直到目前大规模的育种工作,充分证明,把香菇作为育种素材是接近理想的。唯一的一个缺点是香菇结菇试验的时间比较长,需要好几个月的肘间。不过,随着食用菌生理学的进展,这一难点又有了新的突破。

    总之,目前我国开展香菇育种研究已有了较完整的理论基础,一定能把工作开展起来。

    二、香菇育种的基础知识

    香菇的生活史及有性生殖(表1)。

    香菇的育种离不开性和交配型,不了解香菇的性和交配型,不了解育种计划是不行的。人们传统的方法是选种或筛选。筛选是一种简便的方法,但筛选只能在有限的范围内进行,目前真正有效的育种方法是杂交。

    香菇的有性生殖(Sexuality)是双因子控制的,异宗结合的。经过详细的细胞学研究己经查明,凡能形成子实体的菌丝都是有锁状联合的双核菌丝,同时观察到担子中发生减数分裂,以及其后在担子上形成四个单核的担抱子。香菇担抱子萌发并不产生典型的芽管。而是沿长轴方向伸长,形成单核菌丝。所有的单核菌丝都没有锁状联合,自交不孕,杂交可孕。

    通过单核菌丝之间的交配实验,分析了单核菌丝交配过程中产生有锁状联合的菌丝的范围,并测定在形成双核菌丝中细胞核迁移的速度,证明香菇是双因子控制的异宗结合的食用菌。即孢子有四种交配型,即四极性。有两个不亲和因子A和B控制着有性生殖的过程。即在香菇的生活史中,A因子相B因子控制着不同的,但又互相关系的部分。A因子控制着细胞核的配对和锁状联合的形成,B因子控制着细胞核的迁移和锁状细胞的融合。A因子和B因子都有复等位基因的性质。

    当A因子的等位基因不同,而B因子的等位基因相同时(A≠B=)这种交配属于半亲和性。其特点是细胞核没有迁移,只局限于双万接触区进行交配,形成一种不会出菇的异核菌丝。在这种异核菌丝中,顶端细胞是单核的,次顶端细胞是单核的,有一个假锁状联合(锁状细胞相次顶端细胞发生融合)。

    当A因子的等位基因相同,而B因子的等位基因不同时(A=B≠),这种交配类型也属于半亲和性。其特点是细胞核发生迁移,细胞形成一种不会出菇的异核菌丝,这种异菌核丝有多核的细胞,每个细胞中有数目不定的细胞核,有部分横隔膜,没有锁状联合。

    当A因子的等位基因相同,B因子的等位基因也相同(A=B=),没有交配,形成A=B=的异核菌丝,这种异核菌丝在形态上和其他异核菌丝是有区别的,它的气生菌丝很弱,生长不正常,常平贴于培养基上,故称为平贴"Flat"菌丝。

    当A因子等位基因不同,B因子等位基因也不同时(A≠B≠),其交配型是完全可亲和的。其特点是有细胞核的迁移,结果在交配的双方全面形成有出菇能力的、有锁状联合的双核菌丝。香菇育种主要的重点和目的是获得优质的A≠B≠的双核菌丝。

    总而言之,香菇是典型的双因子控制的异宗结合的食用菌。其交配反应如表2所示.

    甲、取同一朵香菇同一担子上四个担孢子进行杂交,完全亲和的交配只有25。

    乙、取同一朵香菇不同担子上的孢子进行所谓多孢杂交,除了产生完全亲和的交配之外,也可能产生半亲和的交配,结实的双核菌丝和不结实的多核异核菌丝混在一起。结菇能力差。故香菇杂交育种必须采用孢子分离,用单核菌丝进行交配。同一朵香菇,或同一品种香菇,遗传物质相似,杂交后生活力不会有很大的改变,在育种中可以不用。

    丙、从不同品系的香菇中取担孢子或单核菌丝进行交配,结果绝大多数的单核菌丝能互相交配,产生锁状联合。这意味着不同品系的单核菌丝其不亲和性因子A和B的等位基因都有不同。

    日本每年都到巴布亚新几内亚、婆罗门洲、泥泊尔采集野生香菇和日本香菇杂交,这就是日本能育出许多香菇新品种的原因。

    我国野生香菇的资源相当丰富,南方十一个省市有许多优良的地方品种,是我们培育香菇优良品种的基因宝库。同时我们也可以采用日本的方法。采用中国野生品种×中国栽培品种;中国野生品种×引进的日本菌种。这样做,亲株遗传性状有较大差异,可以育出好种;而不要采用日本菌种×日本菌种,或同一中国品种×同一中国品种,因为它们的亲株遗传物质相近。杂交后代没有多大差异。

    三、杂交育种的步骤

    1.出发菌株的选择

    供杂交用的亲本,必须按育种的目的认真地进行挑选,必须是目前生产上比较好的,或具有某种特殊性状的菌株。

    2.分离单个担抱子或单核菌丝

    有条件的单位采用显微操作器分离尽可能多的单抱子或单核菌丝。基层单位可以采用连续稀释法。在琼脂平板上挑取单个(极微小的)菌落,并在移植后,镜检。在排除其他菌类污染的情况下,把没有形成锁状连合的单核菌丝,挑选出来,每管眺一个菌株。如果进行遗传研究,还需要通过交配反应,确定每一菌株的不亲和性因子,即极性。如果生产性育种可以不做这一工作。

    3.不同亲本(地方品种)单核菌丝的杂交

    把不同亲本接在不同试管中,把需要杂交的两亲本,接在同一试管的斜面上,把能产生真锁状连合的双核菌丝挑出来。按此类推可以获得许许多多杂交的菌株。供进一步的出菇试验。

    注,搞香菇杂交研究,常用的培养基如下,

    ①马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)

    马铃薯(去皮)200一250克

    葡萄糖20克

    琼脂15―20克

    水1000毫升

    ②酵母蔗糖琼脂培养基(ESA)

    蔗糖20克

    酵母粉5克

    琼脂15克

    水1000毫升

    灭菌前pH调至5.2

    ③完全培养基(CM)

    蛋白胨2克

    葡萄糖20克

    磷酸二氢钾0.46克

    磷酸氢二钾1克

    硫酸镁0.5克

    琼脂15克

    蒸馏水1000毫升

    上述培养基在2.5大气压,120℃下,灭菌30分钟,冷却备用。

    前面已经讲过了,香菇育种工作的最大难题是出菇周期长。近几年来美国的吴龙溪、Stahmann,Grav,F.Leatham(1979,1983)在日本人的基础上。研究了香菇的生理学,找出一种能三形成香菇子实体的,化学成分固定的培养基。利用这种培养基,接上香菇菌种,在22土1℃,相对湿度80,有光照的培养箱申,培养45天后,有90以上的培养瓶长出香菇原基,有20以上的培养瓶,香菇能成熟开伞,弹射白色的孢子。这个培养基对香菇育种是有用的。现介绍如下:(培养基的最后浓度):D一葡萄糖26克,L一谷氨酸0.25克,D一葡萄糖醛酸4克,磷酸二氢钾2克,七水合硫酸镁2克;矿质元素溶液10毫升。注①微量元素溶液1毫升;注②维生素溶液1毫升,注③水杨酸溶液0.1毫升。

    注④:(1)矿质元素溶液的组成(克/升):氯化钙3.67,硫峻锰4.39;硫酸锌2.20。

    (2)微量元素溶液组成(/升):硫酸铁铵14.1克,硫酸铜784毫克;氯化钴81毫克,钼酸钠51毫克,氯化镍81毫克,氯化锡38毫克,浓盐酸2毫升。

    (3)维生素溶液(毫克/升):肌醇1O0Q,盐酸硫胺素1000,盐酸毗哆醇100,烟酸100,泛酸钠100,对氨基苯甲酸100,核黄素100,生物素30;叶酸l0,钴维生素(B12)10。

    (4)水杨酸溶液:95乙醇1升(V/V),水杨酸10克。

    附:1.分离到单核菌丝之后,应立刻进行交配实验,防止长期冷藏后,香菇原生质发生变性,影响到细胞核的迁移,致使单核菌丝丧失原有的交配能力。

    2.交配后的菌株可以进行木屑栽培,也可以进行段木栽培,以确定杂交菌株的优劣。

    四、杂交菌株实用价值的鉴定

    把杂交得到的双核菌丝,制成菌种,进行木屑和段木栽培。观察菌种酱色液体分泌的早晚,多少;菌被形成与否。子实体原基出现的早晚,多少,子实体发生的季节,形状,大小,厚度…进行考种。

    1.杂交菌株子实体发生型的鉴定

    在确定杂交香菇发生型时。首光必须找出该菌株子实体形成的必须的温度范围及中心温度。发生季节应以原基形成和生长的温度为准,来进行确定。

    低温性品系5一15℃

    中温性品系10一20℃.

    高温性品系20一25℃

    若中心温度不足10℃的算为低温品系,春生型中心温度10一20℃的算为中温品系,春秋发生型。中心温度20C以上的算高温性品性,夏生型或夏秋生型。

    2.香菇其他特征的鉴定

    香菇有许多品种,每一个品种都有自己的生理特征和形态特征。

    所谓生理特征是指香菇菌丝的生长与温度、湿度、光线、pH值等的关系,以及对木材的腐朽力等。生理上的差别是非常微妙的,肉眼不易看出。要通过某些生理实验才能知道。但是,生态特征,例如:子实体的形状,发生期的区别是很明显的。所以在得到杂交菌株之后,除了摸清其发生型之外,还要对子实体的形状进行鉴定。香菇子实体的形态,会随着生育时环境条件的变化而变化。子实体的特征可举,菌盖的形状、色泽、大小,菌肉的厚度,鳞片的形状,色泽,附着方式;菌柄的形状,长度,粗度等,其中最重要的特征是菌盖的大小和厚薄。

    香菇的大小和厚薄尚没有统一的规格,一般标准是大叶种(直径6一8厘米),中叶种(直径4一6厘米),小叶种(直径3一4厘米)。菌肉按厚度可分为厚肉种,中肉种,薄肉种。把以上形态特征综合起来,再加上整朵香菇美丽的程度,作为核品种的特征。

    从孢子分离到子实体的鉴定,初步选出有希望的菌株,在实际栽培中。考察其产量和质量,进一步确定其使用价值。总之,杂交育种是一项细微,花时间,花劳力,花成本的工作,但又是目前比较有效的一项工作。

    参考文献略

    原文发表于《真菌试验》(三明真菌研究所),1985(12):82-86。

     
     
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