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食用菌杂交育种的方法有哪些?每种方法的优势分别是什么?

本文系作者赵峰爱三农原创,未经允许禁止转载。

杂交育种通常是选择适当的亲本,并获得相应的单核体材料,然后通过适当的杂交方式获得众多的杂交子。杂交子经过鉴定后,通过菌丝培养和栽培出菇试验进行初筛,淘汰大量表现一般或性状表现较亲本差的杂交子,保留极少数较优良杂交子,再进行复筛试验。最后对复筛获得的优良杂交子进行大规模示范试验和推广试验,获得表现优良且性状稳定的优良杂交品种。食用菌杂交育种主要有4种方式,即单核体杂交育种、单-双杂交育种、回交育种和原生质体融合育种。

食用菌栽培

(一)单核体杂交育种

采用2个遗传背景不同单核体进行配对杂交,获得优良杂交子的方法,称为单核体单核体杂交育种,简称单核体杂交或单-单杂交育种。将2个来自于不同亲本的单核体菌丝,分别接种在同一培养基上进行培养,当2个单核体菌丝接触后,接触处便发生细胞融合,2个亲本的细胞核共处于一个细胞中。2个细胞核各自发生1次有丝分裂,各形成2个子核,然后1个子核交互迁移到另1个亲本的单核体菌丝细胞中。2个亲本细胞核不断地进行有丝分裂和交互核迁移,使2个亲本的单核体菌丝迅速成为异核的双核体菌丝,即杂交子。除了孢子单核体之外,原生质体再生单核体亦可以作为单×单杂交育种的单核体材料。香菇、平菇、黑木耳、金针菇等食用菌采用单×单杂交方法,都获得了具有优良性状的杂交子。

黑木耳

(二)单-双杂交育种

单-双杂交育种是采用1个亲本的单核菌丝,与另1个亲本的双核菌丝进行交配,获得优良杂交子的育种方式,又称单核体×双核体杂交育种。2个菌落在同一个平板培养基上培养,当菌丝相互接触后,双核体菌丝中任意1个细胞核可以向另1亲本单核体菌丝迁移,使单核体菌丝双核化,交配即获得成功。当单核体菌落与双核体菌落刚接触时,挑取远离双核体菌落一侧的单核体菌落边缘的菌丝,显微镜下镜检。如单核体菌落边缘的菌丝已经双核化,即可挑取少量菌丝移入试管斜面或平板培养基中继续培养,获得杂交子。原生质体再生单核体亦同样可以作为单-双杂交育种中的单核体材料。单-双杂交育种方法在香菇、金针菇等食用菌中均有成功应用的先例。

香菇栽培

(三)回交育种

在杂交育种实践中,人们发现很难通过一次单核体杂交或单×双杂交获得具有2个亲本优良性状的杂交子,因此回交育种也成为金针菇、香菇等食用菌育种的重要方法之一。一般是将某个杂交子的F代单孢萌发菌株,采用单双杂交方法,与其中1个亲本双核体菌株进行回交,获得F2代杂交子。有时甚至用F2或F3代杂交子的单孢萌发菌株与同一个亲本双核体反复回交,并不断在回交后代中筛选优良杂交子。通常用于反复回交的亲本双核体具有某种由多个位点控制的优良性状,在反复回交的过程中,使优良性状的控制基因在杂交子中累积使杂交子获得这种优良性状。

金针菇栽培

(四)原生质体融合育种

将2个亲本菌株的原生质体在高渗条件下混合,使它们在聚乙二醇(PEG)或电融合仪助融下融合,融合子在再生培养基上长出细胞壁,并萌发长出菌丝,最后从再生菌株中鉴定和筛选优良融合子,称之为原生质体融合育种。PEG诱导融合是进行原生质体融合的常用方法一般将纯化过的原生质体制成一定浓度的悬浮液,将2个亲本的原生质体按1:1混合,再将原生质体混合液与1mL50%PEG混匀,在28~30℃下静置30min。再加入适量甘氨酸缓冲液稀释,充分混合后继续静置20min,然后1000r/min离心5min,弃去上清液。用液态的再生培养基将沉淀的原生质体洗涤2次,最后将原生质体调成适当的浓度,涂布在再生培养基上继续培养,获得再生子。

食用菌栽培

电融合育种是在低强度非均匀交流电场和直流脉冲作用下,诱导原生质体细胞的融合。因融合材料以及设备型号不同,电融合的操作步骤和技术参数存在差异,需要反复试验才能确定。一般而言,原生质体融合的杂交子鉴定较为困难,用于融合育种的两个亲本必须有显著的遗传标记。