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秀珍菇菌丝生物学特性研究

2022-10-17王雪婷袁菁艺郑苗欣龙泽雄黄宇林莫转林莫美华

农业与技术 2022年19期
关键词:珍菇碳氮比长势

王雪婷袁菁艺郑苗欣龙泽雄黄宇林莫转林莫美华

(1.华南农业大学食品学院,广东 广州 510642;2.华南农业大学基础实验与实践训练中心,广东 广州 510642)

秀珍菇是平菇的一种,在分类学上属于真菌门、担子菌纲、伞菌目、侧耳科、侧耳属,是20世纪90年代在台湾首先选育出的平菇(侧耳)新品种[1]。秀珍菇菌丝体在培养基中均呈白色、纤细绒毛状,菌丝有锁状联合[2],菌落外观较普通平菇菌丝细、薄,平坦、舒展,表面浅棕褐色,成熟后边缘常呈波状。秀珍菇是21世纪初从台湾引进上海和福建,随后规模迅速扩大,开始产业化栽培。国外多个国家和地区,如印度、荷兰、韩国、美国、意大利、日本、东南亚等工业化栽培程度高,秀珍菇外形悦目,口感清脆,营养丰富,上市后很受欢迎[3,4]。由于栽培工艺简单,抗逆性强,栽培周期短,出菇整齐,生物转化率高,市场好,备受工厂化栽培厂的青睐。秀珍菇引入我国以来,衍生出许多新品种,先后出现在市场上,陆续在上海、福建、广州、吉林、兰州等地进行栽培试验并且成功[5]。为此,笔者对获得的一株秀珍菇菌株的菌丝生物学特性进行了研究,旨在探索该菌株生长适宜的条件,为该菌株的进一步开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

1.1.1 供试菌株

本实验中秀珍菇菌种由佛山鹏鹄菌业有限公司提供。

1.1.2 培养基

培养基Ⅰ(PDA培养基):去皮马铃薯200g,葡萄糖20g,琼脂20g,加水定容至1L,pH自然。

培养基Ⅱ(PDA基础培养基):葡萄糖20g,蛋白胨2g,琼脂粉20g,加水定容至1L,pH自然。

1.2 实验方法

对秀珍菇母种生长培养基设置了6种碳源处理,6种氮源处理,7种碳氮比处理,6种无机盐处理,6个温度梯度处理和7个pH梯度处理,每个处理设5个重复,取长势一致的PDA平板上的菌落,用直径0.9cm的打孔器取长在同一直径内的菌块,接入相应的培养基中央,恒温培养,菌丝萌发后,采用十字交叉法测量菌落直径,每隔1d测量1次,记录菌丝长势,于24℃恒温培养箱中培养,观测不同碳源对菌丝生长的影响[6]。生长速度计算公式:

生长速度s=菌落直径(mm)/生长天数(d)

(1)

1.2.1 碳源

本实验选取乳糖、蔗糖、葡萄糖、可溶性淀粉、麦芽糖及果糖6种碳源,分别称取上述碳源20g,代替培养基Ⅱ中的葡萄糖,以不添加任何碳源的培养基作为阴性对照。

1.2.2 氮源

本实验采用酵母膏、牛肉膏、蛋白胨、硝酸钠、硫酸铵、尿素6种氮源,分别称取上述氮源5g,代替培养基Ⅱ中的蛋白胨,以不添加任何氮源的培养基作为阴性对照。

1.2.3 碳氮比

保持葡萄糖的含量不变,调节培养基Ⅱ中蛋白胨的含量,配制碳氮比分别为10∶1、15∶1、20∶1、25∶1、30∶1、35∶1、40∶1 7个水平的培养基,以不添加任何无机盐的培养基作为阴性对照。

1.2.4 无机盐

本实验采用KH2PO4、MgSO4、KCl、CaCl2、ZnSO4、FeSO46种无机盐,在培养基Ⅱ中分别加入质量浓度为1.0g·L-1、2.0g·L-1、3.0g·L-1、4.0g·L-1、5.0g·L-1、6.0g·L-1的KH2PO4和0.5g·L-1、1.0g·L-1、1.5g·L-1、2.0g·L-1、2.5g·L-1的MgSO4·7H2O、KCl、CaCl2,以及0.02g·L-1、0.06g·L-1、0.10g·L-1、0.14g·L-1、0.18g·L-1的ZnSO4·7H2O、FeSO4·7H2O。

1.2.5 温度

采用本实验所用的培养基Ⅰ,保持pH自然,接入菌块后,分别放置在18℃、21℃、24℃、27℃、30℃、33℃温度下的恒温培养箱中培养。

1.2.6 pH值

采用本实验所用的培养基Ⅰ,分别把培养基的pH调为5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5。

1.3 数据处理

实验结果采用平均数±标准差的方式表示,采用统计分析软件DPS 9.5进行方差分析,文中每个柱状图及三线表中小写字母相同表示差异不显著(P>0.05),小写字母不同表示组间差异显著(P<0.05),采用Microsoft Excel软件作数据处理及绘制图形。

2 结果与分析

2.1 不同碳源对秀珍菇菌丝生长的影响

秀珍菇菌丝在添加了不同碳源的培养基以及无碳源的对照培养基上均能生长,且秀珍菇的生长速度、菌丝长势及稀疏程度与碳源有明显的相关性。如表1所示,以麦芽糖为碳源的培养基上秀珍菇菌丝生长速度最快,为7.9133mm·d-1。其次为果糖,生长速度为7.5700mm·d-1。在添加了乳糖的培养基上菌丝的生长速度最慢,仅为4.4867mm·d-1。

从菌丝长势上看,添加了麦芽糖的培养基上菌丝长势最好,表现为菌丝稠密、健壮、洁白、气生菌丝丰富,菌落完整,且菌落边沿整齐。其次为果糖和葡萄糖,表现为菌丝浓密,但色泽不如麦芽糖培养基上的菌丝洁白。在乳糖培养基上秀珍菇菌丝长势最差。

2.2 不同氮源对秀珍菇菌丝生长的影响

从表2可以看出,秀珍菇菌丝在添加了不同氮源的培养基上生长速度有很大的区别,表明秀珍菇菌丝的生长对氮源有一定的选择性。其中,在酵母膏培养基上,秀珍菇菌丝的生长速度最快,为6.3467mm·d-1,而且菌丝生长浓密、洁白,菌丝利用酵母膏为氮源时其生长速度及菌丝浓密程度和长势显著高于其他供试氮源。其次为蛋白胨培养基,菌丝生长速度达到4.18676mm·d-1,菌丝稍稀疏,长势稍弱。在无机氮硝酸钾和硫酸铵培养基上,菌丝生长速度稍次于蛋白胨,菌丝稀疏,显著表现为长势不良。以尿素为氮源的培养基上,菌丝生长速度最慢,菌丝稀疏,长势弱,菌落色泽呈现淡黄。

2.3 不同碳氮比对秀珍菇菌丝生长的影响

如表3所示,当培养基中碳氮比为15∶1时,菌丝生长速度最快,达到5.8300mm·d-1,显著高于其他碳氮比条件下菌丝的生长速度。其次是培养基碳氮比为10∶1和20∶1,2种碳氮比条件下生长速度无显著差异,但是其生长速度与碳氮比为15∶1差异显著。再次是碳氮比为25∶1和30∶1处理的培养基,菌丝生长速度分别为4.8633mm·d-1和4.8733mm·d-1,这2种碳氮比处理条件下也无显著性差别。当培养基中碳氮比为35∶1或40∶1时,秀珍菇菌丝的生长速度明显低于其他碳氮比处理组合。

从长势上看,7个经调整碳氮比的培养基上菌丝均能正常生长。但15∶1碳氮比的培养基中秀珍菇菌丝生长长势最为优秀,菌丝健壮且洁白,菌落完整且菌落边沿整齐,但这个比例下的秀珍菇菌丝生长较为稀疏。而当碳氮比为35∶1或40∶1时,菌丝长势相比于其他组合稍弱,体现为菌丝较稀疏,菌落边沿整齐度稍有参差,且其菌落色泽不如其他处理组合培养基上的菌丝洁白。

2.4 无机盐对秀珍菇菌丝生长的影响

如图1所示,在培养基中添加KH2PO4对秀珍菇菌丝的生长有促进作用,浓度为3g·L-1的KH2PO4对秀珍菇菌丝生长速度促进作用最为显著,生长速度为6.9200mm·d-1,与不添加KH2PO4的培养基上的菌丝生长速度对比有显著性差异。在培养基中加入浓度为2.0g·L-1的MgSO4对菌丝生长速度最快,为7.6333mm·d-1,与添加了其他浓度的MgSO4培养基上菌丝的生长速度有显著的差异,见图2。

在培养基中加入浓度为1.0g·L-1的CaCl2菌丝生长速度最快,为7.4900mm·d-1,与添加了其他浓度的CaCl2培养基上菌丝的生长速度有显著的差异,见图2。

图2 MgSO4、KCl、CaCl2对秀珍菇菌丝生长的影响

对照组培养基中均未添加无机盐KCl、ZnSO4、FeSO4,菌丝生长速度为6.3867mm·d-1,根据图2、图3和表4可以得出,在培养基上添加了KCl、ZnSO4、FeSO4这3种无机盐对菌丝生长有明显的抑制作用。

图3 ZnSO4、FeSO4对秀珍菇菌丝生长的影响

表4 不同无机盐最佳浓度对菌丝生长的影响比较

2.5 温度对秀珍菇菌丝生长的影响

秀珍菇菌丝在30℃环境下生长速度达到7.7900mm·d-1,在6个处理组合中生长速度最快。其次是在27℃时,菌丝生长速度为7.3567mm·d-1,且其菌丝比30℃环境下培养的菌丝更为浓密。接着是在24℃下菌丝的生长速度,菌丝长势表现为浓密、洁白。故24~30℃是秀珍菇菌丝生长的最适宜的温度范围,在这一范围内菌丝长势均较为优秀。但在18℃时,菌丝不能正常生长,菌落呈现较为稀疏的不良状态,见表5。

表5 温度对秀珍菇菌丝生长的影响

2.6 pH对秀珍菇菌丝生长的影响

在培养基的pH为8.5时,菌丝生长速度在所有处理组合中最快,为7.9667mm·d-1。其次是pH为7.5时,菌丝生长速度为7.6400mm·d-1。当培养基pH为5.5时,菌丝生长速度最慢,为4.4233mm·d-1。从长势上看,在pH为8.5时,长势最优秀,且菌丝较浓密,但是菌丝色泽呈现黄色。而当pH为7.5时,菌丝长势良好,菌丝浓密,色泽呈现为白色。在培养基pH在6.5~7.0范围时菌丝洁白,菌落边缘整齐。当培养基pH在5.5~6.0范围时菌丝长势不良,菌丝稀疏,且菌落边沿参差不齐。综合得出,培养基pH为7.5时最适宜菌丝的生长,见表6。

表6 pH对秀珍菇菌丝生长的影响

3 结论与讨论

3.1 结论

经过单因素实验筛选,分析秀珍菇在各组合培养基中的生长速度、菌丝长势及菌丝稀疏程度和色泽得出,最适合秀珍菇菌丝生长的碳源为麦芽糖,氮源为酵母膏,碳氮比为15∶1,温度范围为24~30℃,但在30℃环境中生长最快。在添加无机盐KCl、ZnSO4、FeSO4的培养基上,菌丝生长受到了抑制;而添加了无机盐MgSO4、KH2PO4、CaCl2的培养基生长情况更好,说明无机盐MgSO4、KH2PO4、CaCl2对秀珍菇的生长具有促进作用。其中三者的最适浓度分别为2.0g·L-1、3.0g·L-1和1.0g·L-1。在pH 5~8范围内均能较快生长,具有广泛的pH耐受性,但在pH为7.5时菌丝综合生长最好,且pH高于8时菌丝较稀疏,且菌落色泽偏黄。

3.2 讨论

研究表明,培养基中的成分为食用菌菌丝的生长提供了相应的成分,同时各成分的性质以及含量决定了菌丝的萌发与否及长势如何。其中,培养基中的碳源、氮源、无机盐等是决定食用菌菌丝的的生长状况的重要条件[2]。

3.2.1 氮源对秀珍菇菌丝生长的讨论

大量研究表明,即使在不同的食用菌菌丝对氮源的吸收利用情况不同的情况下,但是食用菌菌丝对氮源的利用还是具有一定的相似性。具体表现为有机氮明显优于无机氮[7],且尿素是真菌利用较差的氮源。如白灵菇在黄豆粉和蛋白胨为氮源的菌丝洁白浓密;在以硫酸铵和尿素为氮源时菌落不完整,菌丝细弱,生长不良[8]。金针菇菌丝体以玉米浆、黄豆粉、蛋白胨为氮源时,获得的生物量及多糖产量都较高[9]。因此,本实验得出的结论中秀珍菇的氮源为酵母膏时菌丝生长速度远远大于无机氮如硝酸钾和硫酸铵作为氮源时菌丝的生长速度,而且秀珍菇菌丝在尿素作为氮源时生长速度极慢接近于不生长的状态,这与李冠喜和金月波等人的研究结果一致。这可能是由于酵母膏粗蛋白含量较高,作为有机氮源,还含有均衡的必需氨基酸以及B族维生素、核苷酸、微量元素等可以大大提高菌丝的生产速率,对秀珍菇菌丝的生长更为有利,菌丝利用转化率更高。

3.2.2 碳源、温度、无机盐、pH对秀珍菇菌丝生长的讨论

秀珍菇菌丝在碳源为乳糖、蔗糖、葡萄糖、可溶性淀粉、麦芽糖及果糖条件下均可以生长,秀珍菇最适宜碳源为麦芽糖。秀珍菇菌丝生长所需的碳源优势顺序为麦芽糖>果糖>葡萄糖>蔗糖>可溶性淀粉>乳糖。

在添加无机盐KCl、ZnSO4、FeSO4的培养基上,菌丝生长受到了抑制;而添加了MgSO4、KH2PO4、CaCl2的培养基生长情况更好,说明这三者对秀珍菇菌丝的生长有促进作用,其中三者的最适浓度分别为2.0g·L-1、3.0g·L-1和1.0g·L-1。

秀珍菇菌丝生长的最适温度范围为24~30℃,在30℃环境中,菌丝生长最快。高于30℃时,菌丝生长速度迅速下降。这与冯志勇[2]的研究结果一致。

3.2.3 碳氮比对秀珍菇菌丝生长的讨论

当培养基中碳氮比为15∶1,培养基中秀珍菇菌丝生长长势最为优秀,菌丝健壮且洁白,菌落完整且菌落边缘整齐,但这个比例下的秀珍菇菌丝生长较为稀疏;当碳氮比高于30∶1时,菌丝生长速度明显变慢,长势略差。这和赵亚东[10]的研究结果相同。而据张宇[11]的研究表明,秀珍菇的菌丝在培养料的碳氮比在52∶1~82∶1范围内均能生长。但碳氮比在67∶1~69∶1时,菌丝生长得最好,生长速度最快,满袋时间短。这说明秀珍菇菌丝在培养基和培养料中营养要求有明显的差别。

因此本实验采用单因素实验法设计了几组不同碳源、氮源、无机盐、碳氮比、温度,观察母种菌丝在培养基上的生长情况,以此来了解秀珍菇的生物学特性。为进一步了解秀珍菇其生物学特性及秀珍菇的工厂化大规模生产提供理论上的依据和技术上的支持有着重要的作用;同时,对我国食用菌的推广和发展也有重要的意义。

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