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金耳菌种生产技术研究

2019-10-21刘书畅李荣春马布平罗祥英李梦杰闻邵峰周忠发杨林雷

中国食用菌 2019年9期
关键词:氮源碳源菌种

刘书畅,李荣春**,马布平,罗祥英,李梦杰,曹 瑶,闻邵峰,周忠发,杨林雷

(1.云南农业大学食用菌研究所,云南 昆明 650201;2.云南菌视界生物科技有限公司,云南 昆明 650100)

金耳(Tremella aurantialbaBandoin et Zang),又名金木耳、黄耳、金银耳、黄金银耳、黄木耳、脑耳、脑形银耳,在分类学上隶属于菌物界(Fungi)担子菌门 (Basidiomycota) 银耳纲 (Tremellomycetes) 银耳目 (Tremellales) 银耳科 (Tremellaceae) 银耳属(Tremella)[1-3]。金耳主要分布于欧洲、亚洲、南北美洲和大洋洲,属于世界分布型真菌,但其种源却很少。通过金耳菌种生产工艺研究,提高菌种活力、抗杂能力等,对提高金耳生物学效率,缩短生长周期等具有重要意义[4-6]。

国内外学者对金耳的研究除了生物学特性、资源分布、营养物质的测定[7-8],主要集中在深层发酵等方面,如邓超等[9-12]对金耳发酵液多糖的成分与作用的相关研究。近年来云南农业大学食用菌研究所对金耳菌生物学特性、资源分布、优良菌株优化筛选、栽培技术、营养物质测定等方面进行深入研究,为金耳菌种生产工艺的研究奠定了坚实的基础[13]。

1974年~1977年福建省三明真菌研究所黄年来等[14]对金耳生活条件、菌种分离与制作、段木栽培试验成功;1982年后,金耳人工栽培开始大面积示范推广,在金耳人工栽培的几十年间,因生产菌种不同性状带来的生物学效率低、生长周期长等问题明显,本次试验通过对菌种生产技术的研究,以获得较为理想的菌种及配套生产技术[15-19]。

1 材料与方法

1.1 材料

试验菌株CYJ和试验所需材料由云南菌视界生物科技有限公司提供。

1.2 试验方法

1.2.1 母种碳源、氮源筛选

1) 母种碳源筛选

基础培养基(CK):蛋白胨 3 g、琼脂 18 g、KH2PO43.0 g、MgSO41.5 g,水1 000 mL,pH自然。分别将不同的碳源称取20 g加入基础培养基中,配方见表1。常规制作,接种后置于20℃恒温培养箱进行暗培养,第3天开始划线,每天同一时间记录菌丝、子实体的生长情况,测量菌丝生长速度,5次重复,使用EXCEL、SPSS20.0软件对数据进行平均数处理并分析。

表1 不同碳源培养基配方

2) 母种氮源筛选

基础培养基(CK):葡萄糖20 g、琼脂18 g、KH2PO43.0 g、MgSO41.5 g,水1 000 mL,pH自然。将不同的氮源分别称取3 g加入基础培养基中,配方见表2。常规制作,接种后置于20℃恒温培养箱进行暗培养,记录分析方法同母种碳源筛选试验的方法。

表2 不同氮源培养基配方

3)母种碳氮源组合筛选

综合PDA培养基(CK):马铃薯200 g、葡萄糖 20 g、蛋白胨 3 g、琼脂 18 g、KH2PO43.0 g、MgSO41.5 g,水1 000 mL,pH自然;基础培养基:琼脂 18 g、KH2PO43.0 g、MgSO41.5 g,水 1 000 mL,pH自然。具体配方见表3。常规制作,接种后置于20℃恒温培养箱进行暗培养,记录分析方法同母种碳源筛选试验的方法。

表3 不同组合碳氮源配方

1.2.2 原种配方筛选试验

本试验设计5种培养基配方[20-24],即配方1:木屑87%、玉米粉11%、蔗糖1%、石膏1%;配方2:木屑75%、玉米粉10%、麦麸13%、蔗糖1%、石膏1%;配方3:木屑74%、麦麸24%、蔗糖1%、石膏1%;配方4:木屑64%、麦麸24%、玉米粉10%、蔗糖1%、石膏1%;配方5:木屑52%、棉籽壳23%、麦麸23%、蔗糖1%、石膏1%。

常规装瓶灭菌后在18℃培养条件下暗培养,观察记录菌丝、子实体生长情况,菌种生长周期,测量菌丝生长速度,使用EXCEL、SPSS 20.0软件对数据进行平均数处理并分析。

1.2.3 培养基碳氮比筛选试验

最适配方为基础培养基,计算其碳氮比,设置碳氮比梯度:490∶1、440∶1、390∶1、340∶1、290∶1、240∶1。计算对应配方,装料灭菌,接种后在18℃培养条件下暗培养,数据记录、分析方法同1.2.2,筛选出最适的碳氮比。

1.2.4 原种pH筛选试验

按照碳氮比为390∶1的培养料配方为木屑91.4%、玉米粉6.6%、石膏1%、糖1%,含水量58%,培养温度18℃。设置pH梯度为5、5.5、6、6.5、7,称取好培养料之后,使用0.1 mol·L-1的NaOH、HCl试剂调节培养料pH,PHS-2C型酸度计测定。常规灭菌,接种培养,数据记录、分析方法同1.2.2。

1.2.5 原种培养温度试验

1) 恒温试验

培养料配方同1.2.4,含水量58%,在最适pH前提条件下,设置恒温培养温度梯度为14℃、16℃、18℃、20℃、22℃、24℃、26℃、28℃,接种后在不同温度梯度下培养,记录、分析方法同1.2.2。

2) 变温试验

培养料配方同1.2.4,含水量58%,在最适pH前提条件下,首先在22℃的条件下培养,在培养不同天数后转移到18℃的培养箱中培养,以达到变温培养的效果,变温时间梯度为3 d、6 d、9 d、12 d、15 d、18 d、21 d、24 d。记录分析方法同1.2.2。

1.2.6 不同性状菌种出菇试验

在菌种培育过程中,菌种会呈现带黄水、被革菌包裹、子实体“自溶”等现象,即设置带黄水、被革菌包裹、子实体“自溶”与正常的4种性状的菌种进行出菇比较。4种不同性状菌种分别接种到培养革菌菌丝35 d的栽培袋中,在20℃条件下培养,通过记录分析子实体长势、定植率、出菇率、生长周期、计算生物学效率得到最佳菌种。

2 结果分析

2.1 不同碳源、氮源对金耳菌生长的影响

2.1.1 不同碳源对金耳菌生长的影响

不同碳源对金耳菌生长影响情况见表4。

表4 不同碳源对金耳菌生长影响情况

由表4可知,金耳菌能较好吸收多种碳源,无碳源时不能生长,添加碳源使菌丝、子实体长势不同程度变好、生长速度加快;其中果糖为碳源时菌丝生长速度最快、葡萄糖次之,分别为0.36 cm·d-1、0.35 cm·d-1;半乳糖为碳源时子实体长势旺,菌丝长势较好,生长周期较短。综合金耳混合菌丝长势、子实体生长势及其生长周期,半乳糖为本次试验最好的碳源,果糖、麦芽糖次之,糊精不利于金耳生长。

2.1.2 不同氮源对金耳生长的影响

在不同氮源培养基中,金耳混合菌丝的生长速度大多呈显著或极显著差异。酵母膏为氮源时金耳混合菌丝生长速度最快,为0.531 cm·d-1;硝酸钾时为氮源时菌丝生长最慢,为0.217 cm·d-1;无氮源的培养基中金耳混合菌丝的生长速度较慢,为0.33 cm·d-1;尿素为氮源的培养基会抑制金耳混合菌丝、子实体的生长。金耳菌可较好吸收酒石酸铵、氯化铵、酵母膏,不能较好吸收尿素、牛肉膏、硫酸铵。综合金耳混合菌丝、子实体长势,生长周期,酵母膏、氯化铵、酒石酸铵作碳源时金耳子实体长势较好,在生产菌种时皆可采用,酒石酸铵为最佳氮源。

2.1.3 不同碳源、氮源组合对金耳生长的影响

不同组合碳源对金耳生长的影响情况见表5。

表5 不同组合碳源对金耳生长的影响情况

表5试验结果表明,3种优质碳源、氮源营养添加剂相互组合培养金耳菌,金耳混合菌丝生长速度少数呈显著或极显著差异。酵母膏与半乳糖组合时菌丝生长速度快,为0.405 cm·d-1,菌丝长势旺盛、粗壮,但子实体膨大不明显、长势弱,菌种易老化。氯化铵与半乳糖、酒石酸铵与半乳糖组合时,菌丝、子实体长势旺盛,生长速度快,最佳组合为酒石酸铵与半乳糖,其他几种组合营养剂添加时,菌丝长势、子实体长势无明显差异,均适宜金耳菌的生长。

2.2 原种配方筛选试验

菌株在5种培养基中的生长情况见表6。

由表6可知,原种培养基配方1与其他4种培养基中金耳混合菌丝的生长速度呈极显著差异,且

表6 菌株在5种培养基中的生长情况

2.3 原种培养基质碳氮比筛选试验

不同碳氮比培养基对金耳菌的生长影响情况见表7。

表7 不同碳氮比培养基对金耳菌的生长影响情况

图1 金耳在不同碳氮比培养基中的生长情况

由表7、图1可知,金耳混合菌丝在不同碳氮比培养基其中生长速度呈显著差异,混合菌丝在碳氮比为390:1的培养基生长最快,490:1时生长最慢。氮源的增加使菌丝更加浓密、旺盛,子实体长势较好,周期缩短,但成耳率降低。综合考虑菌丝、子实体生长势及生长周期,生产时配方碳氮比为390:1较适宜,即对应的配方为:木屑91.4%、玉米粉6.6%、石膏1%、糖1%。

2.4 pH对金耳菌生长的影响

不同pH对金耳菌生长的影响情况见表8。

表8 不同pH对金耳菌生长的影响

由表8可知,培养料中pH呈梯度增加时,菌丝生长速度呈显著性或极显著性差异,pH为6.5时金耳混合菌丝生长最快、长势一般,子实体长势旺盛、成耳率高、生长周期短。培养料中pH为6.5时,pH增大或减小,菌丝、子实体的生长情况都会变差,成耳率降低、生长周期变长。即,金耳生长所需的最适酸碱度范围为5.5~6.5,最佳的pH为6.5,严格控制灭菌条件、接种时间,减小其他因素的影响。

2.5 温度对金耳菌生长的影响

2.5.1 不同恒定温度对金耳菌生长的影响

不同温度培养条件下,金耳混合菌丝生长速度呈显著性或极显著性差异。22℃时,菌丝生长速度最快,14℃时,菌丝生长速度最慢;供试培养温度范围内,培养温度在14℃~22℃时,菌丝生长速率随温度的升高而加快;温度在22℃~28℃时,菌丝生长速率随温度的升高而减小;子实体在20℃时长势最强,在此基础上,温度升高或降低都会抑制子实体生长。综合考虑几种因素,最适宜的培养温度范围为18℃~22℃。

2.5.2 变温处理对金耳菌生长的影响

试验表明,变温时间短,金耳成耳率高、周期长;变温时间长,金耳成耳率低、周期短。金耳混合菌丝在22℃培养条件下,菌丝生长速度较快,12 d后菌丝长满瓶,变温时间为9 d时,成耳率最高。综合考虑几个因素,最适变温时间为3 d~9 d。在生产过程中,依据生产条件、经济效益,适当调整金耳变温时间,变温时间为9 d比较适宜,此处理成耳率高,生长周期较短。

2.6 不同性状菌种出菇效果

不同性状菌种出菇情况见表9。

表9 不同性状菌种出菇情况

由表9可知,正常菌种接种后出菇培养,定植率、出菇率、生物学效率最高,革菌包裹菌种次之,其他2种较低;出菇率在定植率的基础上相应降低,生长周期无显著差异;正常菌种出菇质量较好,生物学效率高达44%,革菌包裹菌种、带黄水菌种、自溶菌种的生物学效率依次为32%、23%、15%。

标准菌种的出菇效果最好,转色一致、朵型大小相似、出菇整齐。带黄水菌种有革菌包裹、携带黄水等问题,接种后的子实体易污染、膨大困难。“自溶菌种”开裂部分不易膨大或膨大速度慢、易污染、出菇不整齐等问题严重。

3 讨论

本试验得到的最佳碳源、氮源分别为半乳糖、酒石酸铵,并将2种最佳碳氮源进行组合优化,得到最佳碳源、氮源组合为半乳糖+酒石酸铵,这与赵永昌等[25]在金耳最佳碳源、氮源方面研究的结果有所出入,可能是试验菌株、碳源和氮源筛选的方法不同而形成的差异。试验配方的筛选是在刘正南[15]等的研究基础上,以找到金耳菌适宜生长的培养基质为目的,结合试验材料的实用、经济等因素选择5种配方进行筛选后优化,得到最佳配方为木屑91.4%、玉米粉6.6%、石膏1%、糖1%。通过pH、温度。试验结果表明,金耳生长适宜的pH范围为5.5~6.5,恒温培养温度为18℃~22℃,与吴锡鹏[26]等在金耳栽培技术中的研究结果相似,目前金耳生产的菌种有被革菌包裹、带黄水、“自溶”等较典型的情况,通过与“标准菌种”进行出菇比较,更加深刻的了解到问题菌种与优质菌种的差异,同时体现了优质菌种的重要性。

金耳子实体是金耳菌丝与毛韧革菌菌丝的复合体,需要的生长条件较为复杂,试验考虑到此因素,通过变温培养金耳菌;变温过程是先经过较高温度培养一段时间后,再进行较低温度培养;采取变温培养、先高温后低温的方法可有效考虑到金耳属于伴生菌,幼耳生长发育时菌丝过于旺盛会抑制子实体膨大,同时出现黄水、“自溶”等问题。

本次试验主要集中在菌种的营养需求、培养条件的筛选上,对于培育优质菌种只做了部分工作,在金耳菌优良菌株、适宜容器、接种工艺、出菇管理等多方面需要进行深入研究,才能培育出更加优质的金耳菌种。

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