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Sexual Hybridization Breeding Selection for Good Quality Strain of Tremella fuciformis

有性杂交选育银耳优良菌株的初步研究



全 文 :·研究报告·
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2015, 31(2):148-152
银耳(Tremella fuciformis)又称白木耳。在真菌
分类学中隶属于担子菌门(Basidiomycota)、银耳纲
(Tremellomycetes)、 银 耳 目(Tremellales)、 银 耳 科
(Tremellaceae)。银耳是一种药用价值极高的药食真
菌,性平、味甘淡、无毒,具有提高肝脏解毒能力、
保护肝脏、增强机体抗肿瘤能力、扶正固本的功效,
历来是一种高级滋养补品[1]。银耳在药食用菌产量
中占重要地位,其栽培业成为福建古田、四川通江、
重庆黔江等地的重要产业。近年来由于育种工作选
育的滞后,严重影响了该产业的发展,因此对银耳
高产优质菌株的筛选和选育工作势在必行。目前的
栽培银耳品种普遍存在菌种衰退快、产量不高、抗
逆性差、适应性弱等现象,已严重影响银耳的产量
与品质,阻碍了银耳产业的健康发展[2]。
药食用菌的常用育种途径主要有 :野生驯化、
孢子分离、杂交育种,其他如原生质体融合技术、
收稿日期 : 2014-08-21
基金项目 :重庆市科技攻关项目(JA-12-21-1)
作者简介 :贺元川,女,硕士,助理研究员,研究方向 :药食用菌培养及活性物质 ;E-mail :heyuanchuan@126.com
通讯作者 :陈仕江,男,研究员,研究方向 :药食用菌的培植 ;E-mail :shijiangchen@163.com
有性杂交选育银耳优良菌株的初步研究
贺元川1  陈仕江1  杨勇1  贺宗毅1  张德利1  柴佳炎2
(1. 重庆市中药研究院,重庆 400065 ;2. 重庆黔江朵朵润耳责任有限公司,重庆 409000)
摘 要 : 为了解决银耳栽培生产中存在菌株优良性状单一,生产效率较低等问题,采用银科 1# 和 Tr21 两个不同品种菌株为
亲本菌株,通过单孢子分离选取 50 个有性孢子单核体、两两配对有性杂交试验,显微观察镜检鉴定,统计杂交成功率为 36%、杂
交菌株与亲本的拮抗试验选育出 7 株杂交株,栽培对比农艺性状评价选育出 1 株(GT3)比亲本菌株生长快,生物转化率较高的菌株。
试验结果表明有性杂交育种可作为一种行之有效的筛选银耳优良菌株的方法。
关键词 : 银耳 ;单孢分离 ;有性杂交 ;优良菌株
DOI :10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.02.022
Sexual Hybridization Breeding Selection for Good Quality Strain of
Tremella fuciformis
He Yuanchuan1 Chen Shijiang1 Yang Yong1 He Zongyi1 Zhang Deli1 Chai Jiayan2
(1. Chongqing Academy of Chinese Material Medica,Chongqing 400065 ;2. Chongqing Duoduoruner Co.,Ltd,Chongqing 409000)
Abstract : During the process of Tremella fuciformis cultivation, some problems, such as low yield and long cultivation time, often are
followed with different strains. The aim of this study is to mix good properties of different strain together to new strains by sexual hybridization
method. Based comparison of yield, fresh ear ventral color and mature culture, yinke 1# and Tr21 were selected as parents strains with good
properties. 50 single spores were isolated from fresh ear and partnered each other following single hybridization principle. 17 combinations are
identified with an optical microscope examination and 7 genetic characteristics of hybrid strains are different from parent strains by Antagonism
experiment. The results of agronomic traits comparison showed that cultivation period, diameter and the yield of hybrid strains GT3 are
significantly different from the parents, and the production has exceeded the parent strains more than 3%. GT3 can be used as an excellent hybrid
strains reserves and has the potential to develop into a new species. Sexual hybridization breeding would be effective way to select good quality
strain.
Key words : Tremella fuciformis ;single spore isolation ;sexual hybridization ;good quality strain
2015,31(2) 149贺元川等:有性杂交选育银耳优良菌株的初步研究
基因工程育种、诱变育种等新技术,手段也在不断
的尝试中。杂交育种自 20 世纪 80 年代以来,香菇、
金针菇、木耳等食用菌新品种都通过杂交育种,并
陆续投入生产,加快了我国成为食用菌超级大国的
步伐。目前杂交育种在食用菌新菌株选育中占有重
要的地位,逐渐成为食用菌新品种筛选的有力手段
和方法[3]。银耳属于双因子控制的四极性异宗配合
菌类,一个担子能产生 4 个不同极性的有性孢子,
它们之间交配反应受两套因子控制,A(a)和 B(b),
A 因子控制配对芽孢萌发管的产生,B 因子控制配
对产生的萌发管是否形成具有锁状联合的双核菌丝。
只有担孢子杂交后获得 AaBb 等位基因的双核菌丝
才能成功出耳[4]。但是银耳育种的报道有太空育种,
诱变育种等,当时仅限于实验室研究,由于变异的
不定向,不稳定导致后期筛选工作繁杂,尚未将稳
定菌株应用于实际生产当中[5]。杂交育种将亲本的
优良菌株整合到杂交株中,对于筛选具有多个优良
特性的杂交株提供了参考。本研究拟筛选具有优良
特性的亲本菌株,采用单孢子分离、有性孢子杂交
育种、显微鉴别等技术筛选出杂交菌株,并通过栽
培试验,比较农艺性状等,以进一步筛选出具有二
者亲本优良特性的杂交菌株。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试菌株 Tr21 :子实体成熟时耳片舒展,
较白,无小耳蕾,蒂头黄,耳片下垂,弹性强,菊
花 形, 朵 直 径 10-14 cm, 产 量 高, 单 朵 鲜 重 90-
150 g,栽培周期 35-42 d,抗逆性强,生物转化率
约 0.93%-1.34%(干重),子实体形态见图 1。银科
1# :子实体成熟时耳片舒展,米黄色,无小耳蕾,
蒂头黄,耳片肥厚,弹性强,牡丹花形,朵型圆整,
直径 10-15 cm,产量较高,单朵鲜重 90-120 g,栽
培周期 33-40 d,生物转化率 0.93%-1.25%(干重),
子实体形态见图 2。
1.1.2 培养基配方
1.1.2.1 PDA 培养基(1 L) 去皮土豆 200 g,蔗糖
20 g,蛋白胨 5 g,琼脂 20 g,硫酸镁 3 g,磷酸二氢
钾 2 g,pH5.2-5.8。
1.1.2.2 CM 培养基(1 L) 香灰木屑 100 g,去皮土
豆 200 g,蔗糖 20 g,蛋白胨 5 g,琼脂 15-18 g,硫
酸镁 3 g,磷酸二氢钾 2 g,pH5.2-5.8。
1.1.2.3 栽培种培养基 青杠木屑 78%,麸皮 20%,
蔗糖 1%,石膏 1.2%,硫酸镁 0.3%,磷酸二氢钾
0.2%,水分 65%。
1.1.2.4 栽培袋培养基 棉耔壳 83.5%,麸皮 15%,
石膏 1.5%,蔗糖 1%,硫酸镁 0.3%,磷酸二氢钾 0.2%,
水 65%。
1.2 方法
1.2.1 单孢子分离 选取发育健壮,无病虫害的成
熟的耳片,在超净工作台内用无菌水充分洗涤,然
后用无菌滤纸吸干水分,采用钩悬法在小三角瓶内
收集孢子。取少量无菌水至三角瓶中,充分混匀,
计数,梯度稀释至 10-5/mL,从各梯度中分别吸取
150 μL 孢子悬浮液于 CM 平板上面并涂布均匀,于
25℃恒温培养 7-10 d,挑选萌发菌丝的菌落镜检,
观察有无锁状联合,挑取单孢子萌发的菌落用于后
续试验。
1.2.2 杂交配对 随机挑取银科 1# 和 Tr21 菌株的单
孢子两两配对杂交,在同一 CM 平板上相距 0.5 cm
接种,于 25℃下培养,当两种单核菌丝接触萌发菌
丝后镜检,有锁状联合的菌丝表明配对成功,将其
图 1 Tr21 菌株子实体
图 2 银科 1# 菌株子实体
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.2150
挑至斜面培养,培养后备用。
1.2.3 拮抗试验 在 PDA 培养基平板内,采用三点
接种法分别接种 2 个亲本菌株与杂交新菌株。每 2
点间隔 1 cm,接种后 25℃恒温箱内培养,观察记录
各菌株间拮抗状况。
1.2.4 酶活力的测定 按照上述培养料的配方,采
用常规方法进行栽培种的培养,测定杂交菌株与对
应香灰菌配比后长满瓶是白毛团和混合菌丝的纤维
素酶,漆酶,多酚氧化酶的活力。分别在菌种瓶中
间均匀取白毛团和混合菌丝各 5 g(鲜重),加入 25
mL 蒸馏水并搅匀,浸提 2 h 后进行抽滤,抽滤后的
溶液即为菌丝粗酶液。酶活力测定的具体原理和方
法参照施特尔马赫 B 著、钱嘉渊译的《酶的测定方
法》[6]。
1.2.5 栽培对比试验 将杂交菌株与亲本进行栽培
对比试验,每个菌株 3 个重复,每个重复 3 袋,每
袋干料 300 g,测定各菌株的子实体产量,培养周期,
计数生物学效率,对每个菌株的子实体随机取样,
测定各个菌株的鲜重和子实体形态特征,以筛选出
优于亲本的优良菌株。
2 结果
2.1 单孢子分离结果
图 3 显示了单孢子分离平板生长情况,早期萌
发菌丝镜检可发现锁状联合 ;前期似酵母样的菌落,
后期逐渐萌发菌丝,无锁状联合,荧光显微观察,
酵母样菌落为单核细胞,被确定为单孢子萌发菌丝。
早期萌发的菌落可能是亲本孢子液体涂布没有完全
分离所致,形成双核菌丝以及具有锁状联合特征。
2.2 单孢子配对试验结果
根据杂交株具有双核菌丝和锁状联合特征,以
及双核菌丝和单核菌丝萌发速度的差异,借助显微
镜镜镜检鉴定,共筛选出 18 株杂交菌株,有性杂交
成功率达到 36%。根据银耳的双因子四极性特点,
尚未配对的菌株是因为配对中缺乏完全配对的因子,
导致无法萌发出双核,锁状联合的菌丝[4]。
2.3 拮抗试验结果
18 株杂交菌株与亲本拮抗试验的结果显示,其
中 7 株杂交菌株与 2 个亲本存在明显的拮抗线,11
株无显著的拮抗线。拮抗线是不亲和的菌株共同培
养是在交界处形成的隔离,阻碍遗传上明显不同的
菌株融合,保持了个体遗传上的独立和稳定。杂交
菌株与亲本菌株之间形成拮抗线表明遗传物质差异
较大,则可能为筛选的新品种[7]。将有明显拮抗线
的杂交菌株依次编号 GTi(i = 1,2,3……),转管
备用。
2.4 杂交菌株的酶活力测定结果
将 7 株菌株分别与亲本的香灰菌配对制备银耳
栽培种,当栽培种生长完成时,测定白毛团的纤维
素酶活力和香灰菌丝的漆酶和多酚氧化酶活力,同
时接种至栽培袋进行栽培对比试验。表 1 显示不同
ᒣᶯ࠶⿫ ৼṨ㧼э䬱⣦㚄ਸঅṨ㧼эঅᆒᆀ
图 3 单孢子分离试验结果
表 1 杂交菌株栽培种酶活力测定
菌株编号 香灰菌
白毛团 香灰菌
纤维素酶 漆酶 多酚氧化酶
Tr21 21# 0.4298 0.2191 1.109
银科 1# 1# 0.4388 0.2145 1.056
GT1
21# 0.4328 0.2193 1.110
1# 0.4367 0.2151 1.068
GT2
21# 0.4398 0.2189 1.107
1# 0.4407 0.2143 1.044
GT3
21# 0.4418 0.2198 1.117
1# 0.4409 0.2166 1.089
GT4
21# 0.4217 0.2167 1.087
1# 0.4189 0.2115 1.033
GT5
21# 0.4400 0.2133 1.007
1# 0.439 0.2087 1.008
GT6
21# 0.4303 0.2145 1.004
1# 0.4323 0.2009 1.014
GT7
21# 0.4356 0.2186 1.106
1# 0.4366 0.2118 1.039
2015,31(2) 151贺元川等:有性杂交选育银耳优良菌株的初步研究
杂交菌株的酶活力,其中 GT1、GT6、GT7 菌株的纤
维素酶活力介于亲本之间,GT4 比两个亲本的酶活
力都低,GT2、GT3、GT5 纤维素酶的活力略高于亲本,
由此可见,有性杂交并不是简单的遗传物质的组合。
漆酶和多酚氧化酶的活力与对应亲本的酶活力进行 t
检验分析,其值均大于 0.05,无显著差异。
2.5 栽培试验比较结果
7 株杂交菌株与 2 亲本进行了小规模的栽培对
比试验,测定了栽培种酶活力,统计生长周期,单
朵直径,耳片情况,单朵直径、鲜重和生物学效应
等农艺性状,表 2 显示了相关数据信息。整理数据
分析发现杂交菌株 GT3 的鲜重,耳片展片完全,弹
性较好,生长周期较短,抗污染能力较好,鲜重和
转化率与亲本相比略高 ;其余菌株有的生长周期延
长,生物学效率降低,为表现出亲本各自的优势。
GT3 可能具备开发为优良菌株的潜力,该菌株的稳
表 2 杂交菌株栽培对比试验结果
菌种 香灰菌 栽培周期 /d 直径 /cm 朵型 颜色 耳片情况 单朵鲜重 /g
生物学效率
/ 干品
Tr21 21# 38-42 13.0-14.5 菊花形 耳片茭白,蒂头黄
展片好,无小耳蕾、耳片肥厚下垂,弹
性强
90-150 0.93-1.34
银科 1# 1# 33-36 13.0-15.0 牡丹花
耳片米黄色,蒂头
较黄
展片好,无小耳蕾,耳片肥厚下垂,弹
性强
90-120 0.93-1.25
GT1 21
# 38-42 13.3-14.5 菊花形 耳片较白,蒂头黄 展片好,无小耳蕾、耳片下垂,弹性强 98-148 0.98-1.32
1# 38-42 13.5-15.0 菊花形
耳片较白色,蒂头
较黄
展片好,无小耳蕾,耳片下垂,弹性强 100-150 1.02-1.36
GT2 21
# 35-38 13.8-15.2 菊花形 耳片较白,蒂头黄
展片好,无小耳蕾、耳片肥厚下垂,弹
性强,抗逆性较强
90-125 0.96-1.28
1# 35-38 14.0-15.5 菊花形
耳片较白黄色,蒂
头较黄
展片好,无小耳蕾,耳片肥厚下垂,弹
性强,抗逆性较强
90-120 0.95-1.25
GT3 21
# 34-37 13.8-14.9 牡丹花 耳片微黄,嘀头黄
展片好,无小耳蕾、耳片肥厚下垂,弹
性强,抗逆性强
100-162 1.03-1.45
1# 34-37 14.6-15.7 牡丹花
耳片微黄色,蒂头
较黄
展片好,无小耳蕾,耳片肥厚下垂,弹
性强,抗逆行强
100-165 1.05-1.47
GT4 21
# 40-43 13.0-14.0 菊花形 耳片茭白,嘀头黄
展片好,无小耳蕾、耳片下垂,弹性较

90-130 0.94-1.30
1# 40-43 13.8-14.6 菊花形
耳片米黄色,蒂头
较黄
展片好,无小耳蕾,耳片下垂,弹性较

90-125 0.93-1.28
GT5 21
# 36-38 14.0-15.5 菊花形 耳片较白,嘀头黄
展片好,无小耳蕾、耳片肥厚下垂,弹
性强,抗逆性较强
90-120 0.89-1.24
1# 36-38 14.2-15.6 菊花形
耳片米黄色,蒂头

展片好,无小耳蕾,耳片肥厚下垂,弹
性强,抗逆性较强
90-115 0.90-1.22
GT6 21
# 37-39 13.8-15.0 菊花形
耳片米黄,嘀头较

展片好,无小耳蕾、耳片肥厚下垂,弹
性强
90-115 0.93-1.22
1# 37-39 13.6-14.8 菊花形
耳片米黄色,蒂头
较黄
展片好,无小耳蕾,耳片肥厚下垂,弹
性强
90-115 0.90-1.22
GT7 21
# 37-39 13.7-15.0 牡丹花形 耳片较白,嘀头黄 展片好,无小耳蕾、耳片下垂,弹性强 90-120 0.94-1.27
1# 37-39 14.0-15.0 牡丹花形 耳片较白,蒂头黄 展片好,无小耳蕾,耳片下垂,弹性强 90-120 0.93-1.25
抗逆性 :栽培袋中感染杂菌的概率,概率低定义为抗逆性强
定性还需进一步的证实。
3 讨论
本试验完成了银耳有性孢子分离,配对筛选,
从 50 个单孢子菌落配对仅仅获得 18 个菌株,在 18
个菌株种仅 7 个杂交菌株和亲本菌株有明显的拮抗
现象,表明此杂交菌株与亲本菌株遗传物质具有明
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.2152
显区别,有可能为选育的新品种[8]。栽培种酶活力
测定结果显示,某些菌株纤维素酶活力较亲本强,
多数介于二者之间,少数低于亲本。从栽培试验中
发现纤维素酶活力高,生长周期相对缩短,漆酶、
多酚氧化酶活性相对变化较小,但是活力高,提供
营养物质可能较多,对生物学效率提供具有一定的
意义[9-11]。综合栽培时间、生物转化率等农艺学参
考因子,GT3 杂交菌株具有生长周期短,生物转化
率高和抗逆性强等优良特征,该杂交菌株与两种香
灰菌株均可配对,关于该菌株的稳定性、是否能优
良菌株应用于生产还需要进一步试验[12,13]。
4 结论
本研究通过银耳有性孢子的分离、有性孢子杂
交育种、农艺性状的评价等筛选出一株具有生长周
期短,生物转化率高,抗逆性强的杂交菌株。该菌
株与亲本有明显的拮抗现象,酶活力较亲本缩短。
参 考 文 献
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(责任编辑 李楠)