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5株梯棱羊肚菌菌丝生长特性研究*

2019-10-21吕立涛

中国食用菌 2019年9期
关键词:菌核氮源羊肚

刘 娜,宋 莹,吕立涛,张 敏

(辽宁省农业科学院食用菌研究所,辽宁省食用菌优质栽培重点实验室,辽宁 沈阳 110161)

羊肚菌(Morchellaspp.),隶属子囊菌门(Ascomycota) 盘菌亚门(Pezizomycotina) 盘菌纲(Pezizomycetes) 盘菌亚纲 (Pezizomycetidae) 盘菌目(Pezizales) 羊肚菌科 (Morchellaceae) 羊肚菌属[MorchellaDill.ex Pers.,Neues Mag.Bot.1:116(1794)][1]。因其浓郁而不腻的风味、清爽脆嫩的口感、丰富的营养价值和显著的保健功效被世人所喜爱。梯棱羊肚菌(Morchella importuna)是羊肚菌属下黑色羊肚菌类群,是近年来我国驯化、推广栽培的菌种[2],在东北已经形成日光温室小规模化栽培模式。然而,由于在该生产过程中仍存在很多亟待解决的问题,使得梯棱羊肚菌产量不稳定,故对其菌丝体培养特性的报道较少。羊肚菌菌丝体的生长、菌核的形成除需适宜的营养基质外,还必须在特定的外界条件下,才能使其从营养生长转向生殖生长,形成子实体原基,进而发育成正常的子实体。这些外界条件包括温度、pH、碳源、氮源等,不同品种的羊肚菌菌丝在不同条件下,生长状态有所不同,生长速度、长势、色泽等菌落形态特征存在差别。同时,作为子实体培育先决条件的菌核,其形成时间、数量和分布方式也受到明显影响。因此,探索不同菌株菌丝的最佳培养温度、pH、碳源、氮源非常必要[3]。2017年7月,在辽宁省农业科学院食用菌研究所试验室,通过对5株梯棱羊肚菌菌丝在不同温度、pH和碳源、氮源条件下的生长情况进行研究,分别筛选出培养5株梯棱羊肚菌菌丝体最适培养温度、pH、碳源、氮源,为其菌种生产及规模化栽培提供理论依据和参考数据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试菌株

供试菌株由辽宁省农业科学院食用菌研究所提供,详情见表1。

表1 供试菌株Tab.1 Tested strains of Morchella importuna

1.1.2 培养基配方

基础PDA培养基:马铃薯200 g、葡萄糖20 g、琼脂 20 g,水 1 000 mL。

1.2 试验方法

1.2.1 温度试验

用已灭菌的打孔器(直径6 mm)均匀截取活化好的菌丝体组织块,接种于基础PDA培养基,分别置于5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃恒温避光培养,每个温度设置3个重复,观察记录[4]。

1.2.2 pH试验

采用基础PDA培养基,分别用10%氢氧化钠和10%盐酸调节其 pH,设为 4、5、6、7、8、9、10、11、12,每处理3次重复。各培养基分别接种菌丝体组织块,置于20℃恒温避光培养,记录生长情况[5]。

1.2.3 碳源试验

以基础PDA培养基中20 g葡萄糖的含碳量为标准,分别以相等含碳量的蔗糖、麦芽糖、可溶性淀粉、乳糖代替基础PDA培养基中的葡萄糖,其他成分不变,对比菌丝生长情况[6]。

1.2.4 氮源试验

以基础PDA培养基中2 g蛋白胨的含氮量为标准,分别以相等含氮量的尿素、氯化铵、硝酸铵、酵母粉代替基础PDA培养基中的蛋白胨,其他成分不变,对比菌丝生长情况[6]。

1.3 数据记录与分析

观察并记录菌丝生长速度、长势和长满培养皿的时间[7-9]。以菌丝长满培养皿的时间为最终培养时间,以接种块为中心用刻度尺测量菌落直径(cm),随机测量3次,取平均值。记录菌核形成时间,培养7 d后观察菌核分布方式[10]。菌丝日均生长速度(V,cm·d-1)公式为:

式中:R表示菌落直径(cm);D表示培养时间(d)。

2 结果与分析

2.1 不同温度下各菌株菌丝和菌核生长特性

不同温度下各菌株菌丝生长速度见表2。

由表2可知,在PDA培养基上,5个供试菌株在温度5℃~30℃范围均能生长。菌丝生长速度随着温度升高而加快,在温度25℃时菌丝生长最快,之后随着温度的升高,菌丝生长速度变慢。不同温度梯度各菌株菌核特征见表3。

表2 不同温度下5株羊肚菌菌丝生长速度Tab.2 Mycelial growth rate of 5 Morchella importuna at different temperature

表3 不同温度下各菌株菌核特征Tab.3 Sclerotium growth characteristics of Morchella importuna at different temperature

表3中,菌核分布方面,分散表示菌核分布在以接种点为中心,向四周分散;聚集表示菌核全部聚集在接种点周围。由表3可知,5个菌株在不同温度下,菌核形成时间及菌核生长情况不同。温度的高低对菌核的形成有影响,在温度5℃条件下,5个菌株培养7 d均不能形成菌核;在温度10℃和15℃条件下,菌株003、菌株004和菌株005培养7 d均不能形成菌核;在温度20℃和25℃条件下,5个菌株都能形成菌核;在温度30℃条件下,除了菌株003外,其他菌株都能形成菌核。从菌核形成时间来看,温度越低菌株001和菌株002菌核形成越慢,温度越高菌核形成越快;其他3个菌株除了菌株004在温度20℃下96 h(4 d) 可形成菌核外,其他菌株都是120 d(5 d) 形成菌核。从菌核分布来看,菌株001和菌株002在温度10℃~30℃条件下,除了菌株002在温度10℃条件下菌核分布为分散型外,这两个菌株在其他条件下菌核分布都为聚集型;菌株003、菌株004和菌株005的菌核分布都为分散型。从菌核密度来看,菌株001在温度10℃和30℃下,菌核密度小于在其他3个温度下的菌核密度;菌株002在温度15℃和30℃下菌核密度小于在其他3个温度下的菌核密度。从菌核颜色来看,菌株001和菌株002的菌核颜色随着温度升高,颜色逐渐加深;其他3个菌株都为乳白色。

2.2 不同pH处理各菌株菌丝及菌核生长特性

不同pH处理各菌株生长速度见表4。

表4 不同pH处理各菌株生长速度Tab.4 Mycelial growth rate of Morchella importuna at different pH value

由表4可知,在PDA培养基上,5个供试菌株在pH为4~12范围内均能生长,在不同pH下生长速度差异明显。菌株001、菌株004和菌株005在pH为4~7范围内,随着pH的升高菌丝生长速度逐渐加快;在pH为8~12范围内,随着pH的升高菌丝生长速度逐渐减慢。菌株002和菌株003在pH为4~8范围内,随着pH的升高菌丝生长速度逐渐加快;在pH为9~12范围内,随着pH的升高菌丝生长速度逐渐减慢。不同pH处理各菌株菌核特征见表5。

表5 不同pH下各菌株菌核特征Tab.5 Sclerotium characteristics of Morchella importuna at different pH

(续表 5)

表5中,菌核分布方面,分散表示菌核分布在以接种点为中心,向四周分散;聚集表示菌核全部聚集在接种点周围。由表5可知,在pH为12时,5个菌株均不能形成菌核。从菌核形成时间看,pH为4时,5个菌株菌核形成需要120 h(5 d);在pH为6~10时,5个菌株菌核形成需要96 h(4 d)。 从菌核分布看,菌株001和菌株002在pH为4~7时菌核分布为分散型,在pH为4~7时菌核分布为聚集型;菌株003、菌株004和菌株005在pH为4~11时菌核分布为分散型。从菌核密度看,5个菌株在pH为4、10、11时,菌核密度相对较小,其他pH条件下菌核密度各有差异,密度不同。从菌核颜色看,菌株001和菌株002在pH为4~7时菌核颜色浅黄,在pH为8~11时菌核颜色黄色,说明随着pH升高,这两个菌株菌核颜色逐渐变深;菌株003在pH为4~11时菌核颜色浅黄;菌株004在pH为4~8时菌核颜色乳白色,pH为9时菌核浅黄色,pH为10~11时菌核黄色,说明随着pH升高,菌株菌核颜色逐渐变深;菌株005在pH为8时菌核颜色乳白色,pH为4~7和9时菌核浅黄色,pH为10和11时菌核黄色,说明此菌株受pH影响,菌核颜色变化差异大。不同碳源条件下各菌株生长速度见表6。

表6 不同碳源对羊肚菌菌丝生长速度的影响Tab.6 Effect of different carbon source on mycelial growth rate of Morchella importuna

由表6可知,菌株001在不同碳源下菌丝生长速度大小为:葡萄糖>乳糖>麦芽糖>淀粉>蔗糖;菌株002在不同碳源下菌丝生长速度大小为:乳糖>淀粉>蔗糖>葡萄糖,麦芽糖;菌株003在不同碳源下菌丝生长速度大小为:乳糖>葡萄糖>淀粉>麦芽糖>蔗糖;菌株004在不同碳源下菌丝生长速度大小为:葡萄糖>蔗糖>乳糖>淀粉,麦芽糖;菌株005在不同碳源下菌丝生长速度大小为:葡萄糖>麦芽糖>蔗糖>淀粉>乳糖。不同碳源条件下各菌株菌核特征见表7。

表7 不同碳源羊肚菌菌核形成情况Tab.7 Effect of different carbon source on sclerotium characteristica of Morchella importuna

表7中,菌核分布方面,分散表示菌核分布在以接种点为中心,向四周分散;聚集表示菌核全部聚集在接种点周围。由表7可知,菌株001和菌株003在以乳糖为碳源的培养基中培养7 d不能形成菌核;菌株002在以淀粉和麦芽糖为碳源的培养基中培养7 d不能形成菌核;菌株004在淀粉和乳糖培养基中不能形成菌核;菌株005在5种碳源培养基中均能形成菌核。从菌核形成时间来看,5个菌株在以葡萄糖为碳源的培养基中,形成菌核时间一样都是96 h(4 d),在其他可形成菌核的培养基里菌核形成的时间不同。从菌核分布来看,菌株001、菌株002和菌株005的菌核分布为分散型;菌株003和菌株004在5种碳源里,除了菌株003在以淀粉为碳源的培养基中是分散型,在其他可形成菌核的碳源培养基里都是聚集型。从菌核密度来看,菌株001和菌株002在5种碳源里形成菌核较少,对其他3个菌株的菌核多少影响更明显。从菌核颜色上来看,5个菌株在以淀粉为碳源的培养基中菌核颜色为乳白色,在其他形成菌核的碳源里颜色深浅不同。不同氮源条件下各菌株生长速度见表8。

表8 不同氮源对羊肚菌菌丝生长速度的影响Tab.8 Effect of different nitrogen source on mycelial growth rate of Morchella importuna

由表8可知,5个梯陵羊肚菌菌株在5种不同氮源上均能生长,但菌丝生长速度差异明显。菌株001在不同氮源下菌丝生长速度大小为:蛋白胨>氯化胺>硝酸铵>酵母膏>尿素;菌株002在不同氮源下菌丝生长速度大小为:酵母膏>蛋白胨>氯化胺>硝酸铵>尿素;菌株003在不同氮源下菌丝生长速度大小为:蛋白胨>硝酸铵>酵母膏>氯化胺>尿素;菌株004在不同氮源下菌丝生长速度大小为:硝酸铵>蛋白胨>氯化胺,酵母膏>尿素;菌株005在不同氮源下菌丝生长速度大小为:硝酸铵>氯化胺,酵母膏>蛋白胨>尿素。5个梯棱菌株不同氮源下菌核特征见表9。

表9 不同氮源对梯棱羊肚菌菌核形成的影响Tab.9 Effect of different nitrogen source on sclerotium characteristics of Morchella importuna

表9中,菌核分布方面,分散表示菌核分布在以接种点为中心,向四周分散;聚集表示菌核全部聚集在接种点周围。由表9可知,在硝酸铵、氯化胺和尿素为氮源的培养基中培养7 d均不能形成菌核。从菌核形成时间上来看,5个菌株在蛋白胨和酵母膏为氮源的培养基中菌核的形成时间不同。从菌核分布上来看,菌株001和菌株002在蛋白胨和酵母膏为氮源的培养基中菌核分布为聚集型,菌株003、菌株004和菌株005的菌核分布各有不同。从菌核密度上来看,5个菌株在形成菌核的氮源里多数菌核数量较多,只有菌株003在酵母膏培养基中菌核数量较少,菌株005在蛋白胨培养基中菌核数量较少;从菌核颜色上来看,5个菌株菌核都为黄色。

3 结论

温度在5℃~30℃范围内,5株梯棱羊肚菌菌丝均能生长,但生长速度差异明显。从菌丝生长速度和菌核形态方面综合比较:菌株F011菌丝生长适宜温度为20℃~25℃、pH为6~7、碳源为葡萄糖和麦芽糖,氮源为蛋白胨和酵母膏;菌株Q菌丝生长适宜温度为20℃~25℃、pH为8~9、碳源为葡萄糖和蔗糖,氮源为蛋白胨和酵母膏;菌株301菌丝生长适宜温度为20℃~25℃、pH为7~8、碳源为葡萄糖和淀粉,氮源为蛋白胨和酵母膏;菌株85菌丝生长适宜温度为20℃~25℃、pH为6~7、碳源为葡萄糖和蔗糖,氮源为酵母膏;菌株W16H2菌丝生长适宜温度为20℃~25℃、pH为6~7、碳源为葡萄糖、蔗糖和麦芽糖,氮源为蛋白胨和酵母膏。

在相同条件下,不同羊肚菌菌株所形成的菌核,在颜色、数量方面存在很大的遗传差异性[11];菌株不同,其菌核的形成特征也不同[12]。而试验中,存在一些比较极端的条件,导致5个菌株中只有少数菌株才能产生菌核,或5个菌株均不产生菌核的情况。在温度为5℃的条件下,可能由于菌丝未长满培养皿,所以并未形成菌核;当pH为12时不产生菌核;乳糖和淀粉影响菌核形成;在5种氮源中,只有蛋白胨和酵母膏培养基中菌株形成菌核,其他3种氮源对菌核形成影响较大。上述分析仅从现象上进行了描述,关于其产生机理还需继续研究。

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