双孢蘑菇的遗传特性和育种.docx
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双孢蘑菇的遗传特性和育种
第二章双孢蘑菇的遗传特性和育种
双孢蘑菇栽培的产质量性状表现由基因（遗传物质）和环境（栽培条件）这两个因素决定。
菌株的生长表型和性状特点都是基因和环境互相作用的结果。
但遗传物质是基础、是内因。
本章将着重介绍双孢蘑菇的遗传特性及选育种技术与方法。
第一节 蘑菇的遗传学基础
一、遗传与变异
双孢蘑菇遗传学是研究其遗传与变异的现象、本质和规律的科学。
和其他生物一样，双孢蘑菇也具有遗传性和变异性，通俗地讲遗传是指上一代个体性状传给下一代，使下一代与上一代间的性状保持相似性。
遗传学上指的是物种的遗传物质从上一代传递给下一代的现象。
生物的遗传性是相对稳定的，从而保证了生命在世代间的连续，比如蘑菇种出来的还是蘑菇，香菇种出来还是香菇。
但遗传并不意味着亲代与子代间的性状完全相似，同一亲本的子代之间或与亲代之间或多或少还有某种不相似之处，这就叫变异。
遗传和变异是对立统一的两方面，遗传中有变异，变异中有遗传。
短期看来是遗传的性状，长远来看又会发生变异。
从物种的角度来看，蘑菇的遗传是稳定的，不容易发生变异，但蘑菇的个别性状却会发生变异。
变异又区分为可遗传的变异和不可遗传的变异。
可遗传的变异是指外界因子如栽培条件相同而遗传物质改变所引起的某些性状发生改变，这种改变了的性状是可以遗传的。
双孢蘑菇栽培菌株的祖先是野生双孢蘑菇，这种野生种是棕色的而不是白色的（Jahn，1949），后来分化出浅棕色和奶油色的变种。
1927年在栽培奶油色蘑菇的菇床上出了一丛纯白色、菌盖光滑的蘑菇，现在世界各国栽培的白色双孢蘑菇都是由这种偶然发生的蘑菇繁殖出来的（Kligman，1950）。
Lambert（1938）也报道，"雪白（SnownWhite）"蘑菇品系就是在白色蘑菇品种中发现的一个突变菌株。
控制双孢蘑菇色素的基因所发生的突变就遗传下来了。
近年，美国Amycel公司通过分析建立的近等位基因系还找到了一个与双孢蘑菇子实体颜色性状强度连锁的RAPD标记（Lottus等，1995）。
不可遗传的变异则指的是基因相同，而外界因子如栽培条件不同引起某些相应性状发生改变。
不可遗传的变异也称表现型或变化，这种变异仅限于本代表现，仅影响个体发育，而没有影响遗传物质，所以不能遗传给子代。
比如双孢蘑菇菌丝在培养料生长后，不给予覆土，是不会结菇的，盖上适当尺寸的覆土，菌丝才能发生纽结，进而形成子实体。
遗传变异和所需变异的稳定与遗传是双孢蘑菇的品种改良的基础。
这种变异的来源，有自然发生的突变，如上述子实体颜色基因突变，不同品系的同核体菌丝间发生天然杂交也将产生变异，但由于双孢蘑菇的有性生殖属于次级同宗配合类型，其遗传保守性使得双孢蘑菇天然发生杂交的机率非常之小。
因此变异的另一来源，人为制造突变或重组来打破蘑菇的遗传保守性，是改良蘑菇品种的关键。
那么，双孢蘑菇天然生殖体系发生遗传变异的潜力多大？
规律如何？
Royse等（1982），王泽生（1984）用同工酶电泳的方法分别分析了美国宾州大学PSUMCC和中国福建省蘑菇菌种研究推广站（FMS）保藏的蘑菇种质，发现现存菌株中的遗传相似系数高达75%以上，Summerbell等（1989）用RFLP技术，曾伟等（1997）用RAPD技术分析蘑菇菌株也得出类似结论，即双孢蘑菇种质中现存的变异非常之少，产生变异的能力差，导致双孢蘑菇商业性生产近似纯种栽培的局面。
1989年，王泽生等还应用6种同工酶标记检测了FMS保存的双孢蘑菇三种典型栽培菌株高产菌株（H）、优质菌株（G）、中间型菌株（HG）的有性子代──单孢子分离物的同工酶电泳表型，结果发现既有亲本类型又有变异类型，但基本局限在H，G，HG和S（不育）四大类型中。
变异发生的方向和程度主要受菌株遗传特性的影响，也受菌株生理状态或所处环境条件的影响。
变异的趋势是H→HG→G。
伴随着同工酶表型的变异，变异株的生长类型、栽培性状及子实体质量也发生了变化。
王泽生等推定产生H、G和HG三种自体可育的变异株是调节基因变异所致，产生S型自体不育分离株是核的分离或性因子分离所致，并假设了双孢蘑菇天然生殖体系遗传变异的酯酶模型。
二、遗传变异的物质基础
（一）、遗传物质
双孢蘑菇遗传变异的物质基础是脱氧核糖核酸，简称DNA。
的组成DNA的分子量大，结构复杂。
但构成这种大分子的基本单体并不复杂，乃是核苷酸。
核苷酸由三部分组成：
一个磷酸分子，一个脱氧核糖，一个碱基。
碱基与脱氧核糖构成核苷，核苷与磷酸构成核苷酸。
碱基有四种，即腺嘌呤（6-氨基嘌呤，用A表示）、鸟嘌呤（6-酮基嘌呤，用G表示）、胸腺嘧啶（6-酮基嘧啶，用T表示）、胞嘧啶（6-氨基嘧啶，用C表示）。
这四种碱基就构成了四种核苷酸分子，即脱氧腺苷酸，脱氧鸟苷酸，脱氧胸苷酸和脱氧胞苷酸。
的结构DNA是由两条单链多核苷酸链在空间以右手旋转的方式围绕同一根主轴而形成双螺旋的梯子形式。
核苷酸分子中的磷酸和脱氧核糖构成DNA分子的双链的骨架，而双链间靠核苷酸分子中的碱基与碱基之间的氢键互相连结起来。
DNA分子结构有以下特点:
（1）DNA的两条多核苷酸链的相对位置上的碱基有严格配对关系。
一条单链上的嘌呤必须和另一单链上的嘧啶相配对:
一个6位上是氨基的嘌呤必须和6位上是酮基的嘧啶相配对，而另一个6位上是酮基的嘌呤必须和6位上是氨基的嘧啶相配对。
因此，DNA分子的两条多核苷酸链的相对位置上的碱基总是以A-T，C-G为配对形式结合成对。
（2）DNA中四种碱基的排列不是单调的重复。
同时，各种生物的DNA中的四种碱基有一定含量之比，而比值相同的生物的DNA中碱基还可在排列顺序上发生变化。
正是DNA结构变化方式的无穷无尽，形式了地球上丰富多彩的生物体和生物体的各种不同性状。
复制由于DNA具有独特的双螺旋结构，决定了它的生物合成方式的独特性。
过程是:
首先是DNA中的两条母链解开，然后以每一条母链作为模板，按照碱基配对规律，经聚合酶作用，合成一条新的多核苷酸子链。
一条子链与一条母链相结合，便形成了一个彼此互补的双螺旋结构的DNA。
每经这一过程，可得到两个和起始DNA完全相同的新的DNA。
这种复制称为"半保留式自我复制"，是生物遗传的核心，保证了生物遗传的稳定性。
在DNA复制过程中，如受外界环境和生物体内部某种条件的影响，就有可能引起分子结构发生改变，以后DNA就会按照改变了的结构进行复制，从而导致遗传的变异。
（二）、遗传物质的存在形式
几乎全部的DNA物质都存在于细胞核中，并与蛋白质结合在一起形成染色体。
每种食用菌具有自己特定数目的染色体，双孢蘑菇有13条。
染色体又被核膜所包裹。
一条染色体只含一条DNA双螺旋分子。
如果一条染色体已分裂为两条染色单体，则每条单体含有一条DNA双螺旋。
DNA双螺旋在染色体中呈高度盘曲缠绕的状态存在。
DNA分子很长，这种很长的DNA由许多区段组成，一个区段，在遗传学上称为一个"基因"。
基因是具有自我复制能力的遗传功能单位，能专一决定蛋白质的氨基酸顺序，从而决定某种酶或蛋白质的合成，并通过生理生化过程控制生物的性状。
（三）、遗传物质的表达与传递
基因决定性状，但不能直接表达出生物体的各种性状，而是通过“遗传密码”控制合成不同的蛋白质来表现。
遗传密码是DNA链上的特定核苷酸排列顺序，每个密码由三个核苷酸顺序所决定，构成三联密码子，它是负载遗传信息的基本单位。
蛋白质也是生物大分子物质，是生命活动的主要体现者，构成蛋白质的单体是氨基酸。
在各种蛋白质分子里一共有２０种不同的氨基酸。
这些氨基酸以一定的顺序排列，通过它们的氨基（-NH2）和羧基（-COOH）相互缩合连接成链状结构，称为肽链。
一个蛋白质分子可以含有一条或几条肽链。
生物体内的各种蛋白质分子中的氨基酸的排列顺序都是由DNA分子内碱基排列顺序（即密码子）所决定。
即蛋白质是按照DNA分子结构上的遗传信息来合成的。
遗传物质DNA怎样将遗传信息表达、传递和表现的呢？
Crick提出的"中心法则"告诉我们:
DNA分子不是决定蛋白质中氨基酸顺序的直接模板，而是DNA的遗传信息传到另一类的分子上，这类分子再作为蛋白质的模板（中间模板）。
这个中间模板是RNA。
它的结构在化学上与DNA极为相似，主要的区别是:
RNA的五碳糖是核糖，而DNA里的五碳糖是脱氧核糖;在RNA里是以尿嘧啶（U）代替胸腺嘧啶（T）;DNA是双链，呈螺施形，而RNA是单链，线状，没有分枝。
中心法则总结了DNA，RNA和蛋白质合成的相互关系。
归纳起来分为转录和转译两个过程。
1.转录 DNA存在于细胞核，蛋白质合成则在细胞质。
所以，以DNA为模板，根据DNA分子中的碱基顺序按照G对C，A对U（尿嘧啶）的配对规律转录（合成）为mRNA（又称信使RNA）。
mRNA碱基顺序是DNA翻版，转录过程在细胞核里进行。
转录过程分四步:
（1）识别δ因子与核心酶（E）结合，形成RNA聚合酶，在DNA上找到基因起始点后把DNA分子双链打开;
（2）启动在RNA聚合酶催化下，以解开的DNA一条链为模板，按碱基互补形式形成RNA链;
（3）延长转录一开始，δ因子脱落，核心酶以每秒20-30个核苷酸的速度沿着RNA链滑行，使RNA链不断延长;
（4）终止当核心酶滑到DNA终止位点时，与终止因子ρ结合，转录停止。
新形成的RNA，核心酶，ρ因子等脱落，一条转录于DNA的mRNA形成。
2.转译也就是蛋白质合成的具体过程，在细胞质里的核糖体（细胞器的一种，功能是组装蛋白质，由50S亚基和30S亚基组成）上进行。
经转录而来的mRNA分子，穿过核孔进入细胞质，将遗传密码（mRNA上每三个核苷酸称为一个密码子，一个密码子决定一种氨基酸）中的信息具体翻译成蛋白质中各种氨基酸的排列顺序。
在这个过程中，不同种的氨基酸是通过转接器tRNA（转移核糖核酸）按照mRNA上碱基排列顺序选择连接。
每一种氨基酸均有其相应的tRNA，能识别模板mRNA中的密码子和细胞质中的相应的氨基酸。
转译的具体过程如下:
核糖体小亚基（30S）和mRNA结合，并找到起读密码AUG;专一tRNA带着和AUG相应的甲酰甲硫氨酸和mRNA上密码相对应的tRNA带着相应的氨基酸又进入A位;P位上的氨基酸由于酶的作用，与A位上的氨基酸连在一起形成二肽;P位上的tRNA失去氨基酸后，自动脱离P位;核糖体移动，原在A位的tRNA及氨基酸进入P位，使A位空出，又露出新的密码，再由与mRNA上密码相对应的带有氨基酸的tRNA进入……，循环往复直到终止密码.转译结束，核糖体，mRNA和合成的蛋白质全部解离。
这样，由于DNA中的核苷酸排列顺序决定了mRNA中核苷酸排列顺序，而mRNA中的核苷酸排列顺序又决定了氨基酸在蛋白质中的排列顺序。
因此，蛋白质中氨基酸组成和排列顺序由DNA中遗传密码决定。
（四）遗传物质与遗传性状之间的关系
生物各种遗传性状，个体形态变化，都由蛋白质结构（包括酶）来体现的。
故有一定结构的DNA，便有一定结构的蛋白质，也就有一定的遗传性状。
遗传学上讲的个体的相似性，就是蛋白质结构的相似性。
凡DNA分子中核苷酸排列顺序或结构的任何改变，或遗传信息在转录、翻译过程中的任何差错（诱变育种的根据），或染色体搭配变化或部分染色体交换（杂交育种的根据）都会引起生物发生变异。
第二节双孢蘑菇的有性生殖
一、双孢蘑菇的有性生殖
（一）双孢蘑菇的繁殖方式
双孢蘑菇的繁殖方式有无性繁殖和有性生殖两种。
其无性繁殖是指由母细胞直接产生子代的繁殖方式。
Hayes（1978）描述了双孢蘑菇的无性生殖能产生厚垣孢子和次生孢子，但它们在双孢蘑菇的生活史研究中少有提及。
双孢蘑菇有性生殖是其生活史的主要部分。
它通过两性核在担子中的结合，或两性细胞以菌丝融合方式结合后形成新的个体。
（二）双孢蘑菇的有性生殖
双孢蘑菇的有性生殖比较特殊，而且比较复杂，但也是从担孢子萌发开始，经过菌丝体和子实体两个发育阶段，直到新一代担孢子产生、成熟而结束。
双孢蘑菇的有性生殖有两个分支：
一支是含“＋”“－”两个不同交配型细胞核的担孢子，不需要交配就可以完成生活史，另一支是仅含有“＋”核的担孢子和仅含“－”核的担孢子，萌发成菌丝后，需经交配才能完成生活史。
在典型的双孢蘑菇中，双孢担子占绝大多数，四孢担子为数较少，所以次级同宗配合的遗传方式在其完整的有性生殖生活史中占有很大的比例。
也就是说，通常，双孢蘑菇的担子上仅产生两个担孢子，绝大多数担孢子内含有“＋”“－”两个核，即担孢子通常只获得４个减数分裂产物中的２个。
这种异核担孢子萌发出的菌丝是异核的菌丝体，它们不产生锁状联合，不需要经过交配就能完成其生活史，因此这种异核担孢子是自体可育的。
1972年Raper等就详细地阐述了双孢蘑菇特殊的二极性次级同宗配合的生活史。
此外，双孢蘑菇的担子偶尔也能产生单个、三个、四个甚至八个担孢子。
据统计，一孢担子占3%，二孢担子占%，三孢担子占%，四孢担子占%，五孢担子占%，七孢担子占%。
单核孢子或同核的双核孢子是以异宗配合的遗传方式来完成其生活史的。
因此，双孢蘑菇的有性生殖生活史可以用图3-1来表示。
图3-1双孢蘑菇有性生殖生活史（参考《自修食用菌学》,1987）
1.同核担孢子的萌发2.同核菌丝体3.同核菌丝体之间的质配
4.异核担孢子的萌发5.异核菌丝体6.子实体
7.担子8.接合的细胞核9.第一次减数分裂
10.第二次减数分裂11.异核担孢子的形成12.担孢子的弹射
13.同核担孢子的形成14.三孢担子15.四孢担子
16.单核担孢子17.单核担孢子的萌发
1992年，在美国加州发现了四孢变种。
这不但丰富了种质资源，也极大地推动了性因子的研究，同时也使得双孢蘑菇有性生殖生活史的研究得到进一步完善。
四孢变种的生活史是以异宗配合为主要生殖方式。
杂交研究表明，四孢担子性状相对双孢担子是显性的，三孢担子介于二者之间。
二、双孢蘑菇的性特征
双孢蘑菇缺乏一般担子菌常有的二个特性。
第一，它的担子上通常只形成２个担孢子而不是４个；第二，它的营养菌丝不形成锁状联合。
双孢蘑菇是同宗配合还是异宗配合的？
它的结实性是由性因子控制的吗？
它的双孢担子的意义又何在呢？
虽然双孢蘑菇已有３００多年的栽培历史。
但是对其有性生殖和遗传基础的研究和了解却仅仅开始于本世纪。
遗传标记的更新是研究发展和深化的主要线索。
从外观形态表型标记，如菌落形态、子实体特性到生理生化标记，如营养缺陷型及抗药、抗病性标记，再到分子水平的同工酶、RFLP、RAPD标记，不断加强着人们对双孢蘑菇的遗传、生理、生态行为的观察、分析及判定能力，推动着双孢蘑菇遗传研究的发展。
然而，取得卓有成效的研究结果，却是近几十年的事。
（一）双孢蘑菇是次级同宗配合的物种
1929年，Lambert发表的论文在国际上首次探讨了双孢蘑菇的性，他成功地分离出９个单孢子培养物，结果表明它们都具有产生正常子实体的能力。
这是人们首次懂得可以用蘑菇孢子萌发成的菌丝体来制备生产用种。
Sinden（1937）也用单孢子菌株做了试验，结果发现，事实上有大约三分之一的单孢子菌株根本就不结菇。
这个试验首次暗示了蘑菇生殖系统的复杂性。
它的子实体既产生自体可育的担孢子，也产生自体不育的担孢子。
1943年，Kligman又对蘑菇生殖系统做了进一步的研究，他证实了蘑菇能产生自体可育和自体不育的两种分离物，并用１１个自体不育的单孢分离物做杂交试验，共做了５５个配对组合，结果有７个组合恢复了可育性。
Kligman还用5个分离自棕色菌株的自体不育株和3个分离自白色菌株的自体不育株配对杂交，结果15个配对组合中有3个产生了子实体。
尽管他的试验结果提示了蘑菇可能存在一个不亲和性因子或不亲和性系统，但是Kligman的结论却是蘑菇是无性的，他认为蘑菇核的融合在孢子产生之前，是“没有遗传学意义的残余特性”。
Lambert（1960）回顾了双孢蘑菇的遗传与育种，认为只有具不同核的孢子才能形成可育的单孢培养物。
他提出一个遗传研究的途径，即从单个担子上分离出一对孢子，从单孢培养物中分离出同核的部分。
Pelham（1967）首次从菌褶上直接分离出担孢子，并检验了从双孢和三孢担子上分离的孢子的结菇能力。
这项工作成为美国的Miller（1971）和英国的Elliott（1972）进行蘑菇生殖系统分析的起点。
Miller和Elliott都从四孢担子上分离出孢子。
Miller（1971）研究了12个此类培养物，结果全部都是不育的。
用这12个培养物配对培养，66个配对组合中有34个结菇。
Elliott（1972）分析了一套完整的四分体，结果表明，6个可配对的组合中有4个结菇。
这些研究提供的证据表明，双孢蘑菇中有一个交配系统在起作用。
双孢蘑菇的性特征介于同宗配合与异宗配合之间，属于次级同宗配合类型。
（二）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，.，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。
为什么大多数双孢担子的担孢子具有异核性？
为什么有的双核孢子中的核具亲和性，而有的又不亲和呢？
双孢担子中核减数分裂产生的四个核是如何配对迁移入两个孢子的呢？
几十年来，对于双孢蘑菇遗传方式的研究，始终围饶着担子内减数分裂行为这一主题，其核心问题就是减数分裂产生的四个核在两个孢子中是如何分配的。
显微操作使直接从担子上分离单孢子成为可能后，研究者已注意到双孢蘑菇的孢子多数是自体可育的。
Sarazin于1955年提出在双孢蘑菇担子中，减数分裂后，具不同性的两个核是非随机地迁移入每一个担孢子的。
1959年，Evans研究了担子中的减数分裂，并细心地观察了减数分裂过程纺缍丝的动态变化，提出较完整的核的非随机分离理论。
他估计，在减数分裂的第一次分裂分离中产生异核体的机率为80%，在第二次分裂分离中产生异核体的机率为60%（图3-3）。
1982年，Royse和May应用同工酶技术研究双孢蘑菇的遗传，发现约90%的单孢子在多个同工酶位点上是异质的，而同核孢子数不到百分之五，认为减数分裂后非姐妹核有进入同一孢子的非随机倾向。
随后，Castle等人（1987，1988）以RFLPs为遗传标记分析双孢蘑菇（Agaricusbisporus）及大肥菇（Agaricusbitorqus）的种间及种内多态性，Summerbell（1989）用核DNA的单拷贝探针跟踪分析了由异核亲本产生的单孢子的遗传物质存在情况，Kliush（1992）应用RAPD进行遗传亲子分析。
这些研究均支持上述观点，即双孢蘑菇减数分裂后形成的四个单倍体核有非姐妹核进入同一孢子的非随机迁移倾向。
核非随机迁移行为导致绝大多数孢子为异核的现象，被解释为是由于该物种为防止同核体隐性纯合可能导致的菌株致残、致死效应，而进化出的适应性遗传机制，该机制最大程度地保持了亲本的异核性质。
同核菌株在RFLP及RAPD分析研究中均表现为一些电泳谱带明显缺失，这一点与王泽生等人（1989）应用同工酶鉴定同核子的研究结果一致。
电泳谱带的缺失可能反映了同核体缺乏执行正常生命功能的基因。
因此必须注意到，由此导致的不易萌发、生存能力低下的同核体在实验观察中就可能被遗漏，造成观察中的同核孢子比率偏离真实比率。
事实上，绝大多数孢子异核的现象，基本上都是以孢子萌发成的菌丝体为试验材料进行研究的。
假如是由于同核体不易萌发，或生存能力低下造成观察中同核孢子比率偏低的话，那么，减数分裂后核是随机配对迁移进入孢子的理论就值得重视。
1980年Langton和Elliott以营养缺陷型为标记进行研究，提出核的分配过程是随机的观点，他们著文详细阐述了双孢蘑菇减数分裂后的四个核在两个孢子中随机分配的模型。
按此预测，一个孢子接受异核的概率将是接受同核概率的两倍（图3-4），这和许多检验蘑菇单孢分离物可育性研究者的发现相一致（Sinden，1937;Kligman，1943;Elliott，1972）。
Langton认为这是异核孢子占大多数的原因。
随机迁移假设的重要性是它预期了基因的分离并可用以绘制基因在染色体上的位置，但在双孢蘑菇中不易检测。
Elliott和Challen（1983a）检测了次级同宗配合的双孢墨汁鬼伞营养缺陷型标记分离的预期比例，所获得的数据和原养型对营缺型分离株的5:
1的预期比例完全吻合。
1991年，王泽生等以酯酶同工酶为遗传标记研究标记位点EstA，B和C在杂交子二代中的分离与重组行为时，发现等位基因的分离比均为1:
4:
1。
这个结果支持如下观点:
担子中减数分裂产生的四个核随机配对迁移入两个担孢子是双孢蘑菇种的特怔。
图3-5双孢蘑菇减数分裂核随机配对迁移结果出现异常担子的典型机率（Elliott,1983）
图3-5显示了双孢蘑菇生活史中核随机配对迁移的结果和出现异常担子的典型机率。
从另一角度看问题，双孢蘑菇也可能属于单因子控制的异宗配合的种，但是这种异宗结合被担子的双孢特性所掩盖。
1992年，在美国加州发现了双孢蘑菇的四孢变种。
在这一变种中，四孢担子占绝大多数，异宗配合是其主要的有性生殖方式。
第三节 双孢蘑菇菌
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