香菇子实体生长发育过程中形态特征与生理特性研究

王东明

摘要：对香菇子实体生长发育过程中的形态特征与生理特性进行了研究，结果表明，在香菇子实体生长发育过程中，转色前的菌丝疏松，而菌膜、菇蕾的菌丝相对比较致密。菌膜、菇蕾中的还原糖、可溶性总糖、可溶性蛋白及蛋白质含量高，而幼菇、成熟菇、退化菇蕾中的还原糖、可溶性总糖、可溶性蛋白及蛋白质含量相对较低。随着子实体的生长，还原糖、总糖、可溶性蛋白及蛋白质含量逐渐下降，糖分供应量减少、蛋白质含量降低、代谢活性下降可能是造成菇蕾退化的原因。退化菇蕾的总抗氧化能力降低、丙二醛含量高、膜损伤程度加大是菇蕾退化的生理表现，也可能是菇蕾退化的原因。

关键词：香菇；子实体；形态；生理

中图分类号：Ｓ６４６．１＋２：Ｑ９４４－３３；Ｑ９４５．１６文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）04－0734-03

香菇［Ｌｅｎｔｉｎｕｓ ｅｄｏｄｏｓ（Ｂｅｒｋ．）Ｓｉｎｇ．］又名香覃、冬菇、香菌，属于真菌门（Ｅｕｍｙｃｏｔａ）担子菌亚门（Ｂａｓｉｄｉｏｍｙｃｏｔｉｎａ）伞菌目（Ａｇａｒｉｃａｌｅｓ）口蘑科（Ｔｒｉｃｈｏｌｏｍａｔａｃｅａｅ）香菇属（Ｌｅｎｔｉｎｕｓ Ｆｒ．），是世界上最著名的食用菌之一，世界上主要以中国、日本、朝鲜、越南等国的香菇生产量较大。香菇肉质肥厚细嫩、味道鲜美、香气独特、营养丰富，并具有一定的药用价值，是不可多得的保健食品，也是中国山区传统的土特产品和出口商品。香菇生产周期短、投入少、售价高，可取得较高的经济效益［１］。香菇子实体的形成需要特定的环境条件，这些环境条件通过影响香菇的生理功能而发生作用，香菇应答环境因子或营养因子变化的机理以及这种应答如何受遗传物质的控制，将是香菇发育生理研究的一个重要方向［２］。试验从生长代谢及形态学角度研究了香菇子实体生长发育过程中形态特征及生理特性的变化，以期为香菇子实体发生、发育的生化机制研究提供一定的参考。

１材料与方法

１．１材料

试验所用香菇品种为８６８；仪器主要有ＫＤ－ＶＩ电脑速冻石蜡切片机（金华科迪仪器设备有限公司）、Ｎ－１８０Ｍ双目生物显微镜（宁波永新光学股份有限公司）、７２３型分光光度计（上海分析仪器厂）、Ｇｅｒｈａｒｄｔ凯氏定氮仪（德国生产）。试剂主要有实验室已具备的分析纯３，５－二硝基水杨酸、考马斯亮蓝Ｇ－２５０、磺基水杨酸，丙二醛（Ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ，ＭＤＡ）、总抗氧化能力（Ｔｏｔａｌ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｃａｐａｃｉｔｙ， Ｔ－ＡＯＣ）试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

１．２方法

１．２．１香菇培养基配方香菇培养基配方由木屑７６．０％（质量分数，下同）、麸皮２０．０％、石膏１．５％、过磷酸钙１．５％、蔗糖１．０％组成。

１．２．２香菇栽培过程香菇栽培全程由拌料、装袋、灭菌、接种、发菌、脱袋与堆排、转色、催蕾等环节构成。

１．２．３香菇子实体形态观察在转色前后，用肉眼观察香菇菌膜的颜色、疏松度及子实体形态变化。显微观察取菌膜、菇蕾、幼菇、成熟菇、退化菇蕾等样品，切成约１.0 ｃｍ长、０．５ ｃｍ宽、０．２ ｃｍ厚的小块，工作台温度－３５ ℃，环境温度－５ ℃，将小块置于冷台上切片，切片厚度１０ μｍ，在生物显微镜下放大４００倍进行显微观察。

１．２．４生理指标测定取香菇菌膜、菇蕾、幼菇、成熟菇、退化菇蕾等样品，测定各样品的ＭＤＡ、还原糖、可溶性总糖、可溶性蛋白质、蛋白质含量及Ｔ－ＡＯＣ。ＭＤＡ含量及Ｔ－ＡＯＣ用ＭＤＡ、Ｔ－ＡＯＣ试剂盒进行测定；可溶性总糖、还原糖含量采用３，５－二硝基水杨酸法［３］测定；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法［３］测定；蛋白质含量采用凯氏定氮法［３］测定。

２结果与分析

２．１香菇子实体生长发育过程的形态观察

香菇菌筒堆排后不久，菌筒表面形成了一层浓白色的绒毛状菌丝，由此开始每天通风１～２次，促使菌丝逐渐倒伏形成一层菌丝致密的菌膜。菌膜由白色略转为粉红色，逐步变成棕褐色，最后在菌筒表面形成棕褐色树皮状的菌被，即转色，也就是“人造树皮”的形成。脱袋转色后的菌筒，菌丝体就会互相交织扭结，逐渐膨大，形成子实体原基，并从裂纹中露出，发育成菇蕾，菇蕾质地较硬，进一步发育为幼菇、成熟菇。但有一部分菇蕾会产生退化，质地变软。显微观察显示（图１），转色前菌丝疏松，菌膜转变为褐色的树皮状菌被后，菌丝形态消失。菇蕾的菌丝致密，而退化菇蕾和成熟菇的菌丝致密度大大降低。

２．２香菇子实体生长发育过程中还原糖、可溶性总糖含量变化

香菇子实体在分化过程中产生胞外降解酶［４］，可降解培养料中的大分子有机物质为简单的小分子物质，从而加以吸收利用。通过测定香菇子实体分化过程中还原糖、可溶性总糖的含量，可以在一定程度上了解香菇的营养供给水平。香菇子实体生长发育过程中还原糖、可溶性总糖含量的测定结果见图２，从图２可见，菌膜、菇蕾的还原糖含量高，这与菌膜、菇蕾的相对吸收面积大有一定的关系。子实体生长发育过程中需要消耗掉大量的糖分，所以幼菇、成熟菇的还原糖含量低，可利用糖分积累少。而退化菇蕾的还原糖含量低可能是菇蕾退化的原因之一。

２．３香菇子实体生长发育过程中可溶性蛋白、蛋白质含量变化

可溶性蛋白大多数是以各种酶的身份参与生化过程，测其含量是了解香菇总代谢水平的一个重要指标［５］。香菇子实体生长发育过程中可溶性蛋白、蛋白质含量的测定结果见图３，从图３可见，菌膜、菇蕾、幼菇、成熟菇的可溶性蛋白逐步降低，说明随着子实体生长发育的进程，代谢速率在降低。退化菇蕾与正常菇蕾相比，可溶性蛋白含量较低，说明退化菇蕾代谢活性也低。蛋白质是食用菌的主要营养成分，也是决定食用菌色、香、味的重要因素，随着子实体的生长，蛋白质含量降低，说明其他物质积累速率大于蛋白质。退化菇蕾蛋白质含量最低，可能与氨基酸吸收量减少有关。

２．４香菇子实体生长发育过程中Ｔ－ＡＯＣ、ＭＤＡ含量的变化

Ｔ－ＡＯＣ可反映出生物机体清除过氧化氢、过氧化物、超氧阴离子的能力高低，具有解除活性氧的毒害、保护生物机体正常代谢的功能。香菇子实体生长发育过程中Ｔ－ＡＯＣ、ＭＤＡ含量的测定结果见图４，从图４可见，菌膜、菇蕾、幼菇的Ｔ－ＡＯＣ高，成熟菇、退化菇蕾的Ｔ－ＡＯＣ低，这与菌丝体生长减缓、衰退有关。ＭＤＡ是脂质过氧化的终产物，它的含量变化可定量地反映出细胞膜的受损程度。在图４中，退化菇蕾的ＭＤＡ含量最高，说明其膜损伤的程度是最大的。

３讨论

马向东等［６］观察到了香菇子实体形态发育的全过程。初步将之分为扭结期、褐变期、成型期和成熟期４个时期。脱袋转色后的菌筒，菌丝体发育成菇蕾，菇蕾发育成幼菇、成熟菇。但有一部分菇蕾退化，他认为可能与营养供应有关。

试验中，菌膜、菇蕾的还原糖含量最高，糖分吸收多，积累也多，可溶性总糖含量也较高；而退化菇蕾的则较低。吴岩课等［７］研究认为，香菇菇蕾形成后，仍然需要保持低于菌丝生长的温度和足够的水分与营养供给，只有在低温下，菌丝内贮藏的养分才会源源不断地输送给子实体，使小菇蕾尽快获得养分而正常地生长发育。糖分供应量减少或供应量不能满足生长需要，是造成菇蕾退化的原因之一。幼菇、成熟菇的还原糖含量也较低，可能是菌柄基部营养吸收面积增加幅度小于子实体生长量幅度所致。成熟菇的可溶性总糖含量最低，与菌丝体生长发育过程中消耗了大量糖分有關。

研究表明，在食用菌菌絲从营养生长转化到子实体发生发育的过程中，各种酶活性的变化与食用菌子实体的发生发育有着直接的联系。可溶性蛋白大多数是以各种酶的身份参与代谢的，其含量高低反映了机体代谢水平；香菇子实体生长发育过程中可溶性蛋白含量降低、代谢水平下降，这与子实体的逐渐老化有关，但老化的子实体其他营养物的积累速率大于蛋白质，所以相比较而言蛋白质的积累在减少，退化菇蕾的可溶性蛋白含量低、积累的蛋白质减少，这与氨基酸的供应量不足有关，可能是造成菇蕾退化的原因之一。可溶性蛋白含量虽然能反映子实体的代谢水平，但不能反映出代谢中相关酶活性的变化规律。

总抗氧化能力是机体内所有抗氧化物质抗氧化能力的生理表现总和，包括抗氧化酶类与抗氧化物的能力，其是用于衡量生物机体抗氧化系统功能状况的综合性指标，说明机体抗氧化能力的检测具有很重要的意义［８］。试验中退化菇蕾的总抗氧化能力低，其抗氧化酶类与抗氧化物的含量也低，反映出菇蕾退化的原因之一就有可能是其抗氧化酶类与抗氧化物的含量降低所致。而成熟菇的总抗氧化能力也较低，是由于成熟菇的代谢速率与总抗氧化能力相关的酶及抗氧化物的合成量在减少所造成的。丙二醛是膜脂过氧化作用的主要产物之一，具有很强的细胞毒性，对细胞膜和细胞中的许多分子如蛋白质、核酸和酶等都具有破坏作用，丙二醛含量的增加可作为细胞膜受到破坏的生理标志之一，试验中退化菇蕾的丙二醛含量最高，说明其膜损伤的程度最大，因此膜损伤也可能是导致菇蕾退化的原因之一。虽然试验研究了香菇子实体在生长发育过程中生理特性与形态特征的变化关系，但子实体的生长发育是一个十分复杂的过程，有关菇蕾退化的原因应该是多个因素共同作用的结果，许多因素间的关联性还有待于下一步深入研究来证实。

参考文献：

［１］ 杜敏华． 食用菌栽培学［Ｍ］． 北京：化学工业出版社，２００７．

［２］ 冯志勇，潘迎捷，陈明杰，等． 香菇发育生理研究进展［Ｊ］． 食用菌学报，２０００，７（４）：５３－６０．

［３］ 倪新江，潘迎捷，冯志勇，等． 香菇生长过程中几种胞外酶活性的变化规律［Ｊ］． 食用菌学报，１９９５，２（４）：２６－３１．

［４］ 潘迎捷，郑志仁，李人圭． 木质纤维素的降解和五种酶的活性对香菇子实体形成的影响［Ｊ］． 食用菌学报，１９９６，３（３）：２5－３0．

［５］ 陈钧辉，李俊，张太平，等． 生物化学实验［Ｍ］． 第四版．北京：科学出版社，２００８．

［６］ 马向东，王明道，郑姣． 香菇子实体形态分化过程［Ｊ］． 中国食用菌，２００５，２４（１）：３－４．

［７］ 吴岩课，赵丽萍． 香菇假菇形成原因及预防［Ｊ］． 食用菌，２００６（５）：５５－５６．

［８］ ＴＡＣＨＡＰＬＩＮＳＫＩ Ｔ Ｊ， ＢＬＡＫＥ Ｔ Ｊ． Ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ａｎｄ ｌａｔｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｕｔｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｈｙｂｒｉｄ ｐｏｐｌａｒ［Ｊ］． Ｃａｎ Ｊ Ｂｏｔ，１９８９，６７（6）：１６８１－１６８８．