食用菌種質(zhì)資源評價方法及在品種選育上的應(yīng)用實踐*

孔祥會，姚方杰, ，王 鵬

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 食藥用菌教育部工程研究中心，吉林 長春 130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，吉林 長春 130118）

種質(zhì)是親代傳遞給后代穩(wěn)定的遺傳物質(zhì)[1]，可為利用和改良生物提供物質(zhì)基礎(chǔ)，是育種的原始材料和生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)材料[2]。種質(zhì)資源指具有種質(zhì)并能繁殖的生物體的統(tǒng)稱。擁有種質(zhì)資源的數(shù)量和質(zhì)量，以及對其研究程度深淺是決定育種效果的重要前提，也是衡量一個國家或者一個單位育種水平的重要標志[3]。食用菌資源豐富， 主要應(yīng)用細胞學(xué)、形態(tài)學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等方法開展種質(zhì)資源評價研究，通過概述食用菌種植質(zhì)源評價方法及應(yīng)用現(xiàn)狀，并根據(jù)多年遺傳育種科研實踐，闡述了每種方法在育種研究中的應(yīng)用實踐和局限性，為今后育種研究提供參考。

1 細胞學(xué)評價

細胞學(xué)評價是指從細胞學(xué)角度上對種質(zhì)資源進行評價的方法。食用菌種質(zhì)資源細胞學(xué)評價主要利用體細胞不親和性反應(yīng)[4-5]。體細胞不親和性反應(yīng)是一種識別異己遺傳系統(tǒng)，防止遺傳型不同的菌絲接觸時融合的一種機制，并使不親和菌株在菌絲交接處產(chǎn)生特征性拮抗反應(yīng)。產(chǎn)生拮抗反應(yīng)食用菌菌絲常呈溝型、隆起型、隔離型和疊生型；而沒有拮抗反應(yīng)的親和菌株則成一個營養(yǎng)親合群，該方法簡單易行，廣泛應(yīng)用于食用菌種內(nèi)鑒別菌株異同和種質(zhì)資源多樣性評價[6-9]。

拮抗反應(yīng)菌絲的特征因食用菌種類而異，多數(shù)種類僅呈溝型、隆起型、隔離型和疊生型中的一種類型，少數(shù)食用菌同時產(chǎn)生多種類型，個別種類如黑木耳（Auricularia heimuer）還會產(chǎn)生色素[10]。在雜交菌株篩選中，產(chǎn)生拮抗反應(yīng)的菌株遺傳差異較大，不產(chǎn)生拮抗反應(yīng)的菌株遺傳差異較小或為同名異物菌株。因此在雜交育種研究中，往往保留能與親本產(chǎn)生拮抗的雜交菌株，淘汰與親本不產(chǎn)生拮抗的雜交菌株，以提高育種效率[11-12]。

但有些食用菌種類或菌株的拮抗反應(yīng)不典型，因此在研究該食用菌種類或者尚不熟悉拮抗反應(yīng)類型的食用菌種類時，為準確判斷A、B 菌株是否發(fā)生拮抗反應(yīng)，應(yīng)做三組菌株拮抗反應(yīng)對峙培養(yǎng)試驗，即A 與B、A 與A、B 與B 三組，用二者自身對峙培養(yǎng)（A 與A、B 與B）的拮抗反應(yīng)做參照，來判斷A與B 對峙培養(yǎng)是否發(fā)生拮抗反應(yīng)[13]。

2 形態(tài)學(xué)評價

形態(tài)學(xué)是最傳統(tǒng)、有效的種質(zhì)資源評價方法，是通過觀察者對食用菌的菌絲體和子實體形態(tài)進行客觀評價。但與高等植物相比，食用菌器官分化簡單，受環(huán)境條件影響較大，形態(tài)標記不穩(wěn)定[14]。尤其是黑木耳，器官分化極其簡單[15]，形態(tài)學(xué)特征比一般傘菌類食用菌更容易受環(huán)境影響而不穩(wěn)定，而全日光間歇彌霧代料栽培模式使之受環(huán)境影響更大，因此需要結(jié)合野生、仿野生栽培的段木子黑木耳進行數(shù)量性狀分類以確定黑木耳的形態(tài)學(xué)評價特征指標[16]。產(chǎn)生拮抗反應(yīng)的菌株，一般形態(tài)學(xué)特征不同；不產(chǎn)生拮抗反應(yīng)菌株，有的是因同物異名菌株而形態(tài)相同；有的因遺傳距離較近而形態(tài)差異不大。

3 生物化學(xué)評價

生物化學(xué)標記主要包括各種同工酶和等位酶等。其中同工酶從蛋白質(zhì)水平反應(yīng)生物的遺傳變異[17]，廣泛應(yīng)用于食用菌的菌種選育、分類鑒定、種質(zhì)資源評價等研究，其與形態(tài)學(xué)、細胞學(xué)相比，其多態(tài)性豐富、簡便、靈敏、易于操作[18]。張丹等[19]對毛木耳56 個菌株酯酶同工酶的酶譜多樣性研究發(fā)現(xiàn)，酯酶同工酶分析是鑒別種及種以下菌株的有效手段。錢雪婷等[20]利用酯酶同工酶對41 株黑木耳菌株進行遺傳多樣性分析，發(fā)現(xiàn)我國黑木耳菌株具有較高的遺傳多樣性。

在食用菌雜交品種選育中，會選留同工酶譜帶數(shù)量、遷移率差異較大的雜交菌株，淘汰相同及差異小的雜交菌株，以提高育種效率[21-22]。但研究金針菇雜交品種選育研究發(fā)現(xiàn)，2 個相同親本的雜交后代，酯酶同工酶譜帶、遷移率完全相同的雜交菌株，但是金針菇子實體顏色有所差異[23]。因此，酯酶同工酶評價結(jié)果與形態(tài)學(xué)評價結(jié)果無法完全吻合，且也存在將優(yōu)異種質(zhì)資源遺漏情況。

另外，食用菌雜交育種研究中，可開發(fā)同工酶特異標記，用于定向育種。在黑木耳種質(zhì)評價研究中，發(fā)現(xiàn)單片簇生型菌株的特異譜帶，可用其定向選育出單片簇生型優(yōu)良雜交品種[16]。

4 分子生物學(xué)評價

分子標記是以個體間遺傳物質(zhì)內(nèi)核苷酸序列變異為基礎(chǔ)的遺傳標記，能夠從DNA 水平上直接反映物種的遺傳變異，檢測范圍可以是研究對象的每種組織及任何發(fā)育階段[24]。與細胞學(xué)、形態(tài)學(xué)和生化標記等相比，分子標記因不受環(huán)境限制、多態(tài)性豐富等優(yōu)點，已開發(fā)出RAPD、AFLP、ISSR、SRAP 等數(shù)十種分子標記，被廣泛應(yīng)用于連鎖圖譜構(gòu)建[25-26]、種質(zhì)資源評價[27-28]、遺傳多樣性分析[29-31]等諸多方面研究。

近年來，隨著基因組測序的普遍展開，基于全基因組開發(fā)的SSR 等分子標記，應(yīng)用于遺傳圖譜構(gòu)建、分子標記輔助育種、品種鑒定和遺傳多樣性研究[32]。而這些標記能克服以往分子標記不能覆蓋全基因組、不能完全準確反應(yīng)種質(zhì)基因型的弊端。

一方面，分子生物學(xué)評價與上述評價方法結(jié)果存在一致性，如鄭素月等[33]利用酯酶同工酶和ISSR 分子標記技術(shù)對生產(chǎn)上7 個雞腿菇（Coprinus comatus）菌株進行種質(zhì)鑒定和遺傳多樣性研究中，2種方法均將7 個雞腿菇菌株分為兩大類群，結(jié)果存在高度一致性。王磊[34]研究表明拮抗試驗和RAPD分析在雞腿菇親緣關(guān)系鑒定中真實可靠。另一方面也有結(jié)果不一致的報道，如張丹[35]使用同工酶對毛木耳進行聚類分析，發(fā)現(xiàn)有24 個菌株兩兩之間相似系數(shù)等于1，不能有效對供試菌株進行區(qū)分，而使用RAPD 技術(shù)則可快速有效的揭示菌株間的遺傳差異。由于分子標記不能直接反應(yīng)物種形態(tài)特征，僅用分子標記評價方法并不全面。

食用菌種質(zhì)資源的4 種評價方法都能提供多種有價值信息，但在理論上或?qū)嶋H應(yīng)用中都有其優(yōu)勢和局限性，因此需要結(jié)合4 種評價方法，建立一套綜合評價體系[1]， 用于雜交育種的定向育種研究試驗，以提高育種效率。