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茶薪菇的生物学特性、遗传育种与栽培现状研究进展

2021-12-06刘祈猛张俊波李建英尚陆娥罗孝坤刘绍雄

食药用菌 2021年6期
关键词:出菇菌丝菌株

刘祈猛 华 蓉 张俊波 李建英 尚陆娥 罗孝坤 刘绍雄*

(1.云南省供销合作社科学研究所,昆明 650221;2.中华全国供销合作总社昆明食用菌研究所,昆明 650221)

茶薪菇又名油茶菇、茶菇,是一种木腐菌[1,2],其盖肥柄脆,油茶香气浓郁 ,味道鲜美,蛋白质含量高,含有8 种人体必需氨基酸,其中赖氨酸含量比金针菇还高,具有清热、平肝、利尿和健脾等功效。在民间,有人用来治疗胃寒、腰痛、肾虚尿频、水肿等疾病,素有“中华神菇”之美誉[3]。据统计,2018年我国茶薪菇年产量为88 万多吨,居主要食用菌品种第8 位,具有重要的经济价值[4]。

茶薪菇因其形态与杨树菇、柱状环伞、杨柳环伞极其相似而易混淆,商品名统称为茶树菇[5]。关于分类地位、生物学特性及人工栽培现状,前人对柱状环伞和杨树菇等多有报道,而对茶薪菇报道很少。本文综述茶薪菇的学名、分类地位、生物学特性、遗传育种和栽培技术等,以为茶薪菇遗传与育种工作提供理论参考。

1 学名及分类地位

茶薪菇的学名及其分类地位由刘祈猛等[6]于2021年重新修订:茶薪菇Cyclocybe chaxingu(N.L.Huang)Q.M.Liu, Yang Gao & D.M.Hu,隶属于担子菌门Basidiomycota,蘑菇目Agaricales,假脐菇科Tubariaceae,环伞属Cyclocybe。

2 茶薪菇的生物学特性

2.1 地理分布

野生茶薪菇主要分布在福建和江西交界的武夷山地区,多发生在春夏之交和中秋前后雨后的油茶树枯干上。我国茶薪菇干品主要产区为福建建宁、泰宁和江西黎川、广昌等地;浙江、湖北、云南、北京等省市是鲜品重要产区[3]。

2.2 形态特征

子实体单生或丛生,菌盖初半球形,后凸镜形至平展,幼时黑褐色,渐变褐色至浅褐色,中央色深,边缘色淡,表面光滑或有褶皱。菌肉白色,中部厚边缘薄,油茶香味浓郁。菌褶白色至褐色,不等长。菌柄中生,近圆柱形,污白色,表面有纵向纤维条纹,内实。菌环着生菌柄上部,膜质较薄,单环,初白色,后上表面带孢子呈褐色,宿存或易脱落。孢子印褐色。

担孢子椭圆形,蜜黄色或茶褐色,具有1~2 个大油滴或多个小油滴,芽孔不明显或无。担子棒状,通常具2 或4 小梗。侧生囊状体丰富,棒状至向一侧膨大,头部圆顶或呈喙状。褶缘囊状体柱形、近烧瓶形或纺锤状,顶端常呈喙状。菌盖外皮层由棒状至泡囊状的细胞组成,盖表囊状体向一侧膨大,有短尖,有时顶部收缩两次或呈长烧瓶状[6]。菌丝有锁状联合。

2.3 生活条件

(1)营养。茶薪菇为木腐菌,缺乏漆酶活性,分解利用木质素能力弱,但蛋白酶的活性强,在栽培时必须添加氮源物质来满足其营养要求[7]。适宜碳源:葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、玉米粉、可溶性淀粉等。适宜氮源:酵母粉、酵母膏、大豆提取物、蛋白胨、尿素、无机氮等。菌丝能够在较宽的碳氮比(25~70)∶1 范围内正常生长,在最适碳氮比(60∶1)下,菌丝生长粗壮,产量高,优质菇多。常以棉籽壳、杂木屑、玉米芯等作为栽培主料,适当添加10%~30%玉米粉、麦麸等氮源[8-10]。随着棉籽壳、木屑和玉米芯等传统原材料价格上涨,可适当选用油菜秸秆、莲子壳、桑枝屑、油茶壳等新型农林废弃物替换。

(2)温度。茶薪菇属于中温型食用菌,菌丝生长温度范围在4~35 ℃,最适25 ℃。菌丝具有较强的抵抗能力,在-14 ℃低温下5 天和40 ℃高温下4 天不会死亡[3]。子实体生长发育温度为14~26 ℃,最适20~22 ℃,温度较低时,子实体生长发育缓慢;温度较高时,菇体容易开伞。

(3)水分。菌丝培养阶段,培养基的含水量在45%~75%范围内均可生长,但以60%~65%为佳。菌丝生长期空气相对湿度宜在70%以下,过高会滋生杂菌,不利于菌丝生长。子实体生长发育阶段,栽培场所的空气相对湿度宜控制在85%~95%。

(4)光照。菌丝培养阶段不需要光照,光照会抑制菌丝生长。子实体分化发育阶段须提供一定的散射光,原基分化期为150~250 lx,子实体生长发育期为250~500 lx。子实体生长有明显的趋光性。

(5)空气。茶薪菇属于好氧性菌类,对CO2十分敏感。氧气不足,菌丝生长极为缓慢;而子实体生长过程中,适当增加CO2浓度,有利于菌柄伸长,菌盖小,菇品质好。

(6)酸碱度。菌丝可在pH 4~7 范围内正常生长,以6.5 左右为宜[8,10]。

3 栽培研究

国外至今未见茶薪菇的自然分布和人工栽培的报道,而我国茶薪菇栽培始于20世纪80年代,黄年来、洪震、林杰、陈雪凤等先后对野生茶薪菇进行驯化与栽培。经过近四十年的生产实践,其栽培技术已经很成熟,在我国很多省市都有推广种植。目前,茶薪菇在江西省黎川、广昌等地和福建省的泰宁、建宁等地已有较大种植规模[3,11]。

3.1 栽培基质

除传统栽培原料棉籽壳、杂木屑、玉米芯外,新型原料研究近年来报道较多,但尚局限于试验阶段。大规模生产应用,还需进一步探索。唐祥宁等[12]报道以稻草为主料栽培茶薪菇,菌丝生长较快,周期短,且产出投入比大。李树森等[13]利用当地桑枝屑代替部分棉籽壳栽培茶薪菇,可采菇5~7 潮,生物学效率在50%~60%。赵桂云等[14]利用平菇菌糠栽培茶薪菇,结果以木屑40%、菌糠45%、麸皮12.5%、石膏1.5%、蔗糖1%配方为最优。江可[15]研究发现:利用油菜秸秆基质栽培的茶薪菇的子实体蛋白质含量高达33.57%,比棉籽壳基质栽培的高出18.2%。

魏云辉[16]、程全通[17]等均用茶籽壳代替木屑栽培茶薪菇,发现随茶籽壳的添加量加大,茶薪菇菇盖更加肥厚,菇柄更加中实,风味更加浓郁,社会效益和经济效益好。苏贵平[18]报道,与棉籽壳培养料相比,茶树屑用量43%以下的培养料栽培茶薪菇,随着茶树屑量的增加茶树菇质量越好。丁李春等[19]用葡萄枝粉栽培茶薪菇,生物学效率达76%,与杂木屑栽培的无明显差异。

3.2 栽培方式

茶薪菇栽培以代料栽培为主,可瓶栽、袋栽和箱栽。袋栽又有以下几种模式。

(1)直立式出菇。菌丝长满菌袋,伴有少量黄水出现时,撑开口袋,进行温度、水分和通风管理。催蕾和育菇技术参照卓易忠[20]的方法。出菇期间,空气相对湿度不宜太高,保持在85%~90%。注意通风, CO2浓度过高易形成畸形菇,但适当提高袋口局部CO2浓度,有利于菌柄伸长。子实体有明显的趋光性,保持光照强度在250~500 lx,不能低于250 lx。

(2)卧式立体墙式出菇。江西广昌和福建建宁、宁化等地多采用此栽培模式。这种方式较直立式出菇更节省空间,方便管理,但由于菌袋摆放密度大,应特别注意通风,避免室内温度过高和氧气不足,影响出菇产量和质量。

(3)覆土栽培。土壤具有保湿保温功能,可以解决袋栽后期严重脱水问题。覆土出菇产量高,盖肥肉厚,菇质好。当菌丝达到生理成熟后立刻脱去塑料袋,菌棒横卧于湿润土壤整成的畦面上,紧密排列,用覆土材料填满间隙并盖住菌棒,厚2~3 cm,浇透水。15 天左右,开始有原基长出,此时不宜大量喷水,保持覆土湿润,空气相对湿度在85%~90%。大棚温度控制在18~26 ℃,不超过30 ℃。覆土材料尽量选择透气性好、蓄水能力强、无病虫害的土壤;畦面使用前撒施适量的石灰粉进行消毒和杀虫。

采用直立式或卧式立体墙式出菇的茶薪菇在采收2~3 潮后,由于菌棒营养及水分不足,出菇后劲不足,此时也可采用覆土出菇,以提高产量和品质。此外,茶薪菇的反季节栽培或周年化生产也在研究中[21]。

4 茶薪菇的遗传学研究

4.1 性遗传模式

茶薪菇与杨树菇极为相似,有关杨树菇交配型研究的报道不少,但茶薪菇鲜有报道。蔡衍山等[22]对茶薪菇极性的研究结果证实:茶薪菇的性遗传模式是四极性异宗结合担子菌的性遗传模式。刘新锐等[23]对柱状田头菇(茶薪菇)白色变种的遗传分析也进一步证实了茶薪菇为四极性异宗结合菌类。

4.2 多样性分析

生长的宿主和地理多样性是造成茶薪菇遗传多样性的根源。野生茶薪菇多发生在油茶、杨树、柳树等阔叶树腐烂的枯木上,其主要分布在我国温带和亚热带地区,如江西、福建、湖北、湖南、四川、贵州、云南等地。不同地域、气候、植被造就了茶薪菇的遗传多样性。谭琦等[24]和鲍大鹏等[25]的研究显示:国内不同省市茶薪菇菌株之间的遗传差异较大。Chen 等[5]和何莹莹等[26]发现西南地区茶树菇种质资源存在较大的遗传多样性,在地理隔离或宿主的影响下,种内分化程度高。姜性坚等[27]UPGMA 聚类研究显示:在相似性系数为0.49,可将8 株湖南茶薪菇菌株分为3 类,AFLP 指纹图谱清晰地显示出不同茶薪菇品种的多态性差异。王洪秀等[2]基于ITS 序列和遗传距离分析,将18 个茶薪菇菌株定为14 个菌,说明茶薪菇菌株间具有较高的遗传多样性。

5 育种研究

迄今,对茶薪菇的研究多集中在其生物学特性、栽培、生物活性物质等,且由于其物种概念混乱,在遗传育种方面的研究报道较少。蔡衍山等[22]研究表明:茶薪菇性遗传模式为四极性异宗结合,并提出其育种工艺。李碧琼等[28]对福建几个茶树菇菌株进行栽培比较试验,结果以‘茶树菇 5 号’表现佳。张渊等[29]研究茶薪菇原生质体的形成及影响因素,并以原生质体为材料进行诱变育种,得到原生质体再生株C16 和诱变株C304,产量较对照分别提高42.7%和17.9%。邱敦莲等[30]也通过原生质体分离和再生技术筛选得到一株茶树菇菌株。王谦等[31]采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术选育出适宜分解荔枝枝屑的优良再生菌株‘AL20’,菌丝长速达3.13 mm/d,生物学效率达到73.15%。

目前,茶薪菇的育种工作主要是通过原生质体分离、融合、再生获得新菌株,这种技术具有重组频率高,能克服不同种间的杂交障碍,实现远缘杂交等优点,但具有一定的局限性,如分离、融合和再生的条件不成熟、融合子稳定性差、不可预测性等。因此,在今后茶薪菇育种中,可选用其他育种技术,如自然选种、杂交选育、基因工程育种等。

6 小结与展望

茶薪菇作为我国主栽食用菌之一,具有较高的营养价值、药用价值及经济价值,很有开发潜力。历经几代人的不断驯化和研究,其栽培技术相当成熟,已成为云南黎川、广昌、建宁县等新兴的支柱产业。

近几年,菌种混乱、老化退化严重、生产成本高、管理不规范等问题制约了茶薪菇产业的发展。市场上茶薪菇生产用菌株还是以黑茶5 号、3 号、古田2 号为主。生产菌株使用时间长,易老化、退化,因此亟待加大对茶薪菇野生种质资源的收集,筛选优良、高产、稳定的菌株。我国虽已有不少研究机构在进行茶薪菇遗传与育种工作,但进展不够理想,通过紫外诱变、ARTP 诱变、原生质体育种等筛选的茶薪菇菌株稳定性差,还不能大规模推广。

随着传统原料价格上涨,新型原料开发成为必然,目前已有成功应用稻草、油菜秸秆、莲子壳、茶籽壳等廉价材料的相关试验报道,有待后续结合生产,通过初筛、复筛再到示范推广,进一步筛选合适的培养料配方。

自然选种和杂交育种在食用菌育种中应用较多,其中杂交育种通过选用优良性状的亲本进行杂交,获得双亲的优良形状,具有一定的方向性和可预测性。我国培育的金针菇、香菇、木耳等杂交新品种都是通过杂交育种选育而来。但国内外有关茶薪菇杂交选育新品种的研究报道较少,因此杂交育种将会是茶薪菇育种研究的新方向。

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