双孢蘑菇菌种的选育

一、双孢蘑菇的有性繁殖(1)双孢蘑菇的繁殖方式。双孢蘑菇的繁殖方式有两种：无性繁殖和有性繁殖。它的无性繁殖是指母细胞直接产生后代的繁殖方式。 Hayes（1978）描述了双孢蘑菇的无性繁殖产生厚垣孢子和次生孢子，但在双孢蘑菇的生活史研究中很少提及。双孢蘑菇的有性繁殖是其生命周期的重要组成部分。它通过担子菌中雌雄同体核的结合，或雌雄同体细胞以菌丝融合的形式结合，形成新的个体。

(2)双孢蘑菇的有性繁殖。双孢蘑菇的有性繁殖特殊而复杂，但也是从担孢子的萌发开始，经历菌丝体和子实体两个发育阶段，以新一代担孢子的产生和成熟结束。双孢蘑菇的有性繁殖有两个分支：一个是含有“+”和“-”两个不同交配核的担子孢子，无需交配即可完成整个生命周期，另一个是只含“+”个带核和担子孢子的担孢子只有“-”核发芽成菌丝，需要交配才能完成它们的生命周期。在一个典型的双孢蘑菇中，双孢担子菌占绝大多数，四孢担子菌相对较少，因此次级同源遗传模式在其完整的有性生殖生活史中占有很大比例。也就是说，通常，双孢蘑菇的担子菌只产生两个担子孢子，而且大部分担子孢子含有“+”和“-”两个核，即担子孢子通常只获得四种减数分裂产物中的一种。 2、该异核担子孢子萌发的菌丝体为异核菌丝体，它们不产生锁节，无需交配即可完成生命周期，因此该异核担子孢子是自花可育的。 1972 年，Raper 等人。详细描述了Agaricus bisporus 的特殊双极次级同源性的生活史。另外，双孢蘑菇的担子孢子偶尔会产生一个、三个、四个甚至八个担子孢子。据统计，一孢担子占3%，二孢担子占81.8%，三孢担子占12.8%，四孢担子占1.2%，五孢担子占0.013%，七孢担子占0.003%。单核孢子或同核双核孢子以异联遗传的方式完成它们的生命周期。 1. 同核担子孢子的萌发2. 同核菌丝体3. 同核菌丝体之间的协调4. 异核担子孢子的萌发5. 异核担子孢子的萌发5. 异核菌丝体6. 子实体7. 担子果8. 连核9. 第一次减数分裂10. 第二次减数分裂11. 异核担子孢子的形成12.担孢子喷射。 13. 同核担子孢子的形成14. 三孢子孢子15. 四孢子孢子。 16. 单核担孢子17. 单核担孢子的萌发。 1992年，四孢变种在美国加利福尼亚州被发现。这不仅丰富了种质资源，也极大地促进了性因子研究，也使双孢蘑菇有性生殖生活史的研究得到进一步完善。四孢菌的生活史以异联为主要繁殖方式。杂交研究表明，四孢担子菌的性状相对双孢担子菌占优势，三孢担子菌介于两者之间。

二、双孢蘑菇的性状。双孢蘑菇缺乏常见担子菌共有的两个特征。首先，它通常只在其担子上形成2 个担孢子，而不是4 个；其次，它的营养菌丝不会形成锁状联结。双孢蘑菇是同宗还是异宗？它的果味是由性因素控制的吗？

它的双孢子担子有什么意义？双孢蘑菇虽然已经有300多年的栽培历史。但对其有性繁殖和遗传基础的研究和了解只是在本世纪才开始。遗传标记的更新是研究发展和深化的主线。从菌落形状、子实体特征等外观和表型标记，到营养缺陷型和抗药性、抗病性等生理生化标记，再到分子水平的同功酶、RFLP、RAPD标记，人们都在不断加强能够对双孢蘑菇的遗传、生理和生态行为进行观察、分析和判断，促进了双孢蘑菇遗传研究的发展。然而，直到最近几十年才取得了丰硕的研究成果。

(1) 双孢蘑菇是次级索引种。 1929年，兰伯特在世界上首次发表了讨论双孢蘑菇性别的论文。他成功分离出9个单孢培养物，结果表明它们均具有产生正常子实体的能力。这是人们第一次知道蘑菇孢子发芽的菌丝体可以用来制备生产用菌种。 Sinden (1937) 也对单孢子菌株进行了实验，发现事实上，大约三分之一的单孢子菌株根本不结果实。该实验首次暗示了蘑菇繁殖系统的复杂性。它的子实体产生自体受精和自体不育的担子孢子。 1943年，克里格曼对蘑菇的生殖系统进行了进一步的研究。他证实蘑菇可以产生两种分离物，即自体受精和自体不育，并用11株自体不育的单孢子分离物进行杂交实验。进行了55 个配对组合，结果在7 个组合中恢复了生育能力。 Kligman 还杂交了从棕色菌株中分离出的5 个自闭不育菌株和从白色菌株中分离出的3 个自闭不育菌株，结果，15 个配对组合中有3 个产生了子实体。虽然他的实验结果表明蘑菇中可能存在不相容因子或不相容系统，但Kligman 得出结论认为蘑菇是无性的，并且在孢子产生之前蘑菇核的融合“没有遗传学”。 Lambert（1960）回顾了双孢蘑菇的遗传育种，认为只有具有不同核的孢子才能形成可育的单孢子培养物。他提出了一种遗传研究方法，即从一个Pelham (1967) 首次从鳃中直接分离出担子孢子，并测试了从双孢子和三孢子担子菌中分离出的孢子的成菇能力。这项工作成为起点美国的Miller (1971) 和英国的Elliott (1972) 对蘑菇繁殖系统的分析。Miller 和Elliott 都从担子四孢子中分离出孢子。Miller (1971) 研究了12 种这样的培养物，所有这些都是不育。通过这12 种培养配对培养，在66 种配对组合中有34 种蘑菇。Elliott (1972) 分析了一套完整的四分体，表明6 种配对组合中有4 种产生了蘑菇。这些研究提供的证据表明，双孢蘑菇有一个交配系统在起作用。双孢蘑菇的性状介于同系和异系之间，属于次生同系类型。 (2)双孢蘑菇的交配亲和性

受二极性或单因子控制，它的结实性依赖于性因子的配合。双孢蘑菇性因子的遗传研究主要在两方面展开，一是性因子的极性研究，二是性因子等位基因的寻找与定位。1972年，Miller和Kananen做了较全面的交配试验，结果表明，交配亲和性受单一因子控制。Ginns(1974)重复解释了Miller(1971)的配对数据， 认为亲和性更可能是受双因子控制。 但是， 证据表明是单一因子系统在起作用。 Miller 和Kananen(1972) 所做的进一步分析和另外三种蘑菇已被清楚地阐明是由单因子控制结实性的事实(Elliott，1978;Raper，C.A.，1976b)都支持双孢蘑菇受单因子控制的观点。进一步的研究还表明，双孢蘑菇的性因子存在着复等位基因(Raper等， 1972;Elliott，1979;Castle等，1988;Wang等，1990)。Elliott 用分离自一个棕色菌株的没有特定标记的分离物与交配型A1与A2培养物间杂交，结果全部可育。Castle用RFLP为标记跟踪商业菌株与野生菌株同核体间的杂交时发现，其中三个同核体两两配对均可杂交成功。Wang等以同工酶为标记进行高产菌株与优质菌株的同核体间杂交时也发现了类似的现象。 1992 年， 美国加州发现了双孢蘑菇的四孢变种。Micheeline，Lmbernoow 等用四孢变种与传统的双孢蘑菇菌株杂交也发现了性因子等位基因。至此，人们共发现了14个双孢蘑菇性因子等位基因，而且这些等位基因出现的概率均一(Imbernon等，1995)。

   那么，双孢蘑菇的性因子与结实性的关系又如何呢? May等(1982)，王泽生等(1990)用经同工酶鉴定为杂种F1的培养物做栽培试验，发现此类培养物并非全部恢复可育性，即部分没有结菇。这个结果暗示，决定蘑菇细胞壁亲和性的性因子并不保证决定子实体的发生。Xu等(1993)用RFLP和RAPD标记技术研究的结果也认为蘑菇子实体的形成有赖于性因子，但由性可亲和的同核菌丝配合形成的异核体并不绝对保证子实体的形成。1993年，多伦多大学生物系的Xu等对性因子开展了染色体与DNA水平上的探讨，以RFLP和RAPD标记技术成功地将性因子定位在双孢蘑菇最大的连锁群，即染色体 I上。目前距性因子位点最近的遗传标记有35个遗传图距(约600Kb)， 用染色体步查法来分离性因子仍存在技术上的困难。

  （三）双孢担子核减数分裂行为的研究。虽然，双孢蘑菇有大约80%以上的担子通常是双孢的，而且， 每个孢子通常具有２个不同交配型的核，因此是自体可育的，具有结菇能力。但是，在蘑菇菌褶上还可观察到３孢、４孢担子等等，这些异常担子上的孢子大多数情况下只得到单个核，因此无结菇能力。就是双孢担子上的部分孢子也是自体不育的，这些孢子虽然具有双核，但２个核具有相同的交配型。