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食用菌雜交育種的方法有哪些?每種方法的優勢分別是什麼?
原生質體是什麼
本文系作者趙峰愛三農原創,未經允許禁止轉載。
雜交育種通常是選擇適當的親本,並獲得相應的單核體材料,然後透過適當的雜交方式獲得眾多的雜交子。雜交子經過鑑定後,透過菌絲培養和栽培出菇試驗進行初篩,淘汰大量表現一般或性狀表現較親本差的雜交子,保留極少數較優良雜交子,再進行復篩試驗。最後對復篩獲得的優良雜交子進行大規模示範試驗和推廣試驗,獲得表現優良且性狀穩定的優良雜交品種。食用菌雜交育種主要有4種方式,即單核體雜交育種、單-雙雜交育種、回交育種和原生質體融合育種。
食用菌栽培
(一)單核體雜交育種
採用2個遺傳背景不同單核體進行配對雜交,獲得優良雜交子的方法,稱為單核體單核體雜交育種,簡稱單核體雜交或單-單雜交育種。將2個來自於不同親本的單核體菌絲,分別接種在同一培養基上進行培養,當2個單核體菌絲接觸後,接觸處便發生細胞融合,2個親本的細胞核共處於一個細胞中。2個細胞核各自發生1次有絲分裂,各形成2個子核,然後1個子核互動遷移到另1個親本的單核體菌絲細胞中。2個親本細胞核不斷地進行有絲分裂和互動核遷移,使2個親本的單核體菌絲迅速成為異核的雙核體菌絲,即雜交子。除了孢子單核體之外,原生質體再生單核體亦可以作為單×單雜交育種的單核體材料。香菇、平菇、黑木耳、金針菇等食用菌採用單×單雜交方法,都獲得了具有優良性狀的雜交子。
黑木耳
(二)單-雙雜交育種
單-雙雜交育種是採用1個親本的單核菌絲,與另1個親本的雙核菌絲進行交配,獲得優良雜交子的育種方式,又稱單核體×雙核體雜交育種。2個菌落在同一個平板培養基上培養,當菌絲相互接觸後,雙核體菌絲中任意1個細胞核可以向另1親本單核體菌絲遷移,使單核體菌絲雙核化,交配即獲得成功。當單核體菌落與雙核體菌落剛接觸時,挑取遠離雙核體菌落一側的單核體菌落邊緣的菌絲,顯微鏡下鏡檢。如單核體菌落邊緣的菌絲已經雙核化,即可挑取少量菌絲移入試管斜面或平板培養基中繼續培養,獲得雜交子。原生質體再生單核體亦同樣可以作為單-雙雜交育種中的單核體材料。單-雙雜交育種方法在香菇、金針菇等食用菌中均有成功應用的先例。
香菇栽培
(三)回交育種
在雜交育種實踐中,人們發現很難透過一次單核體雜交或單×雙雜交獲得具有2個親本優良性狀的雜交子,因此回交育種也成為金針菇、香菇等食用菌育種的重要方法之一。一般是將某個雜交子的F代單孢萌發菌株,採用單雙雜交方法,與其中1個親本雙核體菌株進行回交,獲得F2代雜交子。有時甚至用F2或F3代雜交子的單孢萌發菌株與同一個親本雙核體反覆回交,並不斷在回交後代中篩選優良雜交子。通常用於反覆回交的親本雙核體具有某種由多個位點控制的優良性狀,在反覆回交的過程中,使優良性狀的控制基因在雜交子中累積使雜交子獲得這種優良性狀。
金針菇栽培
(四)原生質體融合育種
將2個親本菌株的原生質體在高滲條件下混合,使它們在聚乙二醇(PEG)或電融合儀助融下融合,融合子在再生培養基上長出細胞壁,並萌發長出菌絲,最後從再生菌株中鑑定和篩選優良融合子,稱之為原生質體融合育種。PEG誘導融合是進行原生質體融合的常用方法一般將純化過的原生質體制成一定濃度的懸浮液,將2個親本的原生質體按1:1混合,再將原生質體混合液與1mL50%PEG混勻,在28~30℃下靜置30min。再加入適量甘氨酸緩衝液稀釋,充分混合後繼續靜置20min,然後1000r/min離心5min,棄去上清液。用液態的再生培養基將沉澱的原生質體洗滌2次,最後將原生質體調成適當的濃度,塗布在再生培養基上繼續培養,獲得再生子。
食用菌栽培
電融合育種是在低強度非均勻交流電場和直流脈衝作用下,誘導原生質體細胞的融合。因融合材料以及裝置型號不同,電融合的操作步驟和技術引數存在差異,需要反覆試驗才能確定。一般而言,原生質體融合的雜交子鑑定較為困難,用於融合育種的兩個親本必須有顯著的遺傳標記。
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