新疆野生羊肚菌菌丝液体培养条件初探

吴新宇,李格,郑群,樊新民

(石河子大学农学院园艺系,新疆,832003)

新疆野生羊肚菌菌丝液体培养条件初探

吴新宇,李格,郑群,樊新民

(石河子大学农学院园艺系,新疆,832003)

以新疆野生黑脉羊肚菌菌株为材料，在实验室中进行液体培养，对其在培养时的培养方式、最适pH值、光照条件、培养基及其营养物质进行了初步研究。试验结果表明，在棕色瓶内进行旋转式摇瓶培养是最佳培养方式，最适pH值为7.5，最适培养基为4，即黄豆芽200 g（煮汁）、蔗糖20 g、玉米粉5 g、水1 000 mL。

黑脉羊肚菌；液体培养；菌丝

黑脉羊肚菌[1]是一种食用兼药用价值很高的大型真菌,其氨基酸含量为各食用菌之首,具有增强机体免疫力、促进副肾皮激素的分泌、降低胆固醇、预防动脉血管硬化、抗疲劳、抗病毒、抑制肌癌180等诸多作用。由于在食用、药用等方面的重要价值,羊肚菌深受各国消费者的青睐,国内外市场一直很好[2]。但因生长条件的限制因素诸多,其野生产量极低且不能完全进行人工栽培,故价格十分高昂。

羊肚菌在我国已报道有15种,新疆就占有8个种[3],我区是野生羊肚菌的主要分布区。虽是主要产区,但由于我区特定的环境条件,野生羊肚菌出菇时期集中,市场供应期短,有些极端干旱年份甚至不发生,根本无法满足市场需求[4]。

全世界范围内都在进行羊肚菌研究,人们对羊肚菌的人工栽培作了不少探索。国内有关羊肚菌室外栽培和室内栽培的报道很多,四川绵阳食用菌研究所采用基因重组技术培育出新菌种,人工栽培羊肚菌成功,并获国家专利[5]。但因为羊肚菌人工栽培存在着既要造成原基形成的营养生理先决条件,又要有效地诱导有性过程发生的双重困难,所以目前尚不能商业化大规模生产[6]。

因为羊肚菌到目前都不能进行大规模人工栽培,所以人们就更侧重于羊肚菌菌丝的发酵研究,液体发酵可以进行工业化连续生产,具有规模大、菌丝体产量高、发酵周期短、生产效益高等优点[7]。多年来,科研工作者致力于建立菌丝体生物量的最佳发酵工艺条件的探索,不断改进羊肚菌菌丝的风味、营养成分和有效成分,已取得了丰硕的成果[8]。

因此,为了加快我区羊肚菌资源的开发与利用,以我区野生羊肚菌为材料,在实验室中进行液体培养,致力探究其在液体培养中的适宜环境条件,以期为实现羊肚菌半人工栽培、羊肚菌进一步开发利用等提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试菌株为2011年5月于石河子南山采得野生黑脉羊肚菌子实体,通过组织分离获得纯化菌株。

1.2 试验方法

①羊肚菌最佳培养方式与光照条件的筛选 此试验为二因素随机区组试验,A因素为培养方式, A1为旋转式摇床培养,A2为水平摇床培养,A3为静置培养；B因素为光照条件,B1为透明锥形瓶,B2为棕色试剂瓶。即用葡萄糖30 g、磷酸二氢钾1 g、硫酸镁0.5 g、硝酸钠0.9 g、水1 000 mL配制液体培养基[9],分别分装于透明锥形瓶和棕色试剂瓶内,常规方法灭菌,接入活化菌丝,分别放入旋转式摇床、水平式摇床中和静置条件下培养,培养完全(14 d),拿出标号,过滤,烘干,称质量,记录数据并进行处理及分析。在数据处理时,将A1、A2、A3与B1、B2所得数据分别汇总在相关处理中进行分析。

②羊肚菌最适pH值的筛选[10]用葡萄糖30 g、磷酸二氢钾1 g、硫酸镁0.5 g、硝酸钠0.9 g、水1 000 mL配制基础培养基,为了便于观察分装于透明锥形瓶内,并分别调pH值到4.5、5.5、6.5、7.5、8.5五个梯度,接种后放入旋转式摇床培养箱中培养14 d后拿出过滤,烘干,称质量,记录数据并分析。

③羊肚菌最佳培养基营养物质的筛选[11]A为培养基1,马铃薯200 g、葡萄糖20 g、玉米粉5 g、水1 000 mL。B为培养基2,马铃薯200 g、葡萄糖20 g、蛋白胨0.5 g、水1 000 mL。C为培养基3,马铃薯200 g、蔗糖20 g、玉米粉5 g、水1 000 mL。D为培养基4,黄豆芽 200 g、蔗糖20 g、玉米粉5 g、水1 000 mL。其余操作步骤同1.2②。

1.3 数据处理

对试验数据用SPSS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 羊肚菌最佳培养方式与光照条件的筛选

由表1可知,从羊肚菌菌丝液体培养方式[12]的筛选试验可以明显看出,旋转式摇瓶培养方式的菌丝生物产量最大,水平摇瓶培养方式次之,而静置培养时菌丝的生物产量最低。通过对此因素的方差比较可看出,旋转式摇瓶培养与其他培养间存在显著差异,而水平摇瓶培养与静置培养间无显著差异。通过标准偏差可看出,静置培养的菌丝各水平生物产量偏离平均数的距离的平均数最小,即平均数的代表性最强,而旋转式摇瓶培养方式次之,水平摇瓶培养方式的产量平均数的代表性最弱,则更加充分地说明静置培养方式为最不适合羊肚菌菌丝在液体环境中生长的培养方式。所以在有条件的情况下建议考虑采取旋转式摇瓶培养。

在羊肚菌菌丝液体培养的光照条件筛选试验中,通过平均数及方差的比较可以明显看出,在接受正常光照的透明锥形瓶内生长的菌丝生物产量低,而用棕色试剂瓶作为培养容器时菌丝的生物产量相对较高。通过对此因素的方差比较分析可看出,用透明锥形瓶作为培养容器与用棕色试剂瓶作为培养容器间差异不显著。通过标准偏差可看出,用棕色试剂瓶培养的菌丝各水平生物产量平均数的代表性最强,用透明锥形瓶培养的产量平均数的代表性相对较弱,则更加充分地说明用棕色试剂瓶培养的菌丝比用透明锥形瓶培养的菌丝产量高,即在液体培养羊肚菌菌丝时菌丝对光照很敏感,在阴暗潮湿的环境中生长的较好,而在正常光照条件下表现为抑制菌丝生长。

2.2 羊肚菌最适pH值的筛选

由表2可知,在羊肚菌菌丝液体酸碱度[13]的筛选试验中,通过平均数及方差的比较可以明显看出,pH值7.5的培养液培养的菌丝生物产量最大, pH值6.5的培养液次之,而pH值4.5的培养液培养出的菌丝的生物产量最低。通过对此因素的方差比较可看出,各酸碱度不同的培养液水平间培养的菌丝产量均无显著差异。通过标准偏差的比较可看出,pH值4.5的培养液培养的菌丝各水平生物产量平均数的代表性最强,而pH值8.5的培养液次之, pH值7.5的培养液培养的产量平均数的代表性最弱,则更加充分地说明pH值4.5的培养液为最不适合羊肚菌菌丝生长的液体环境的酸碱程度。而在各酸碱度不同的培养液间的菌丝生物产量差异不显著,所以在有条件的情况下建议将培养液的pH值控制在7.5左右。

2.3 羊肚菌最佳培养基及营养物质的筛选

采用烘干法测得培养好的菌丝所得数据及处理见表3。

由表3可知,在羊肚菌培养基营养物质[14]的筛选试验中,通过平均数及方差的比较可以明显看出,D培养的菌丝生物产量最大,C次之,而B培养出的菌丝的生物产量最低。通过方差分析可以看出,D与C、A和B间存在极显著差异,B与C间差异显著,C与A间差异不显著,A与B间差异显著。通过标准偏差比较可看出,A培养的菌丝各水平生物产量平均数的代表性最强,而C次之,D培养的产量平均数的代表性最弱,则更加充分地说明B为最不适合羊肚菌菌丝生长的营养环境,D中的营养物质为最适合羊肚菌菌丝生长的物质,所以在有条件的情况下建议在液体培养基中加入D所有的营养成分。

表1 不同培养方式所得羊肚菌菌丝干质量

表2 不同pH值条件培养出的菌丝干质量

表3 不同培养基间方差分析

A和B的不同营养成分是玉米粉和蛋白胨,C和D的不同营养成分是马铃薯和黄豆芽,A和C的不同营养成分是葡萄糖和蔗糖,将其分别进行比较。

在A与B的比较中,含玉米粉的培养基培养的菌丝产量比含蛋白胨的培养基培养的菌丝产量高,所以可以确定玉米粉比蛋白胨更适合作新疆野生羊肚菌菌丝液体培养基的营养成分。在C与D的比较中,含黄豆芽的培养基培养的菌丝产量比含马铃薯的培养基培养的菌丝产量高,所以可以确定黄豆芽比马铃薯更适合作新疆野生羊肚菌菌丝液体培养基的营养成分。在A与C的比较中,含蔗糖的培养基培养的菌丝产量比含葡萄糖的培养基培养的菌丝产量高,所以可以确定蔗糖比葡萄糖更适合作新疆野生羊肚菌菌丝液体培养基的营养成分。

综上所述,最佳的理论培养基成分为黄豆芽200 g、玉米粉5 g、蔗糖20 g、水1 000 mL。

3 结论与讨论

在羊肚菌最佳培养方式的筛选试验中,可选出最佳的菌丝培养方式为旋转式摇瓶培养,水平摇瓶培养次之,静置培养则最不适宜其生长,并且对菌丝产量影响较大。在羊肚菌最佳光照条件的筛选试验中,可选出最适的菌丝生长的培养容器为棕色试剂瓶,而以透明锥形瓶作为培养容器时不适宜其生长,并且对菌丝产量有所影响。所以新疆野生羊肚菌比较适宜在稍弱光的条件下生长,强光抑制其生长发育。通过平均数比较明显可见旋转式摇瓶培养与接收自然光照组合培养的菌丝生物产量最高,为最优组合；静置培养与接收自然光照组合培养的菌丝生物产量最低,为最差组合。所以在生产上如有摇瓶培养箱则无需增加遮光措施,而无摇瓶培养箱时可适当遮光以增加产量。

在羊肚菌菌丝培养液最适酸碱度的筛选试验中,可选出最适的菌丝培养液为pH值7.5,pH值6.5的培养液次之,而pH值4.5的培养液最不适宜其生长,并且对菌丝产量影响较大。所以新疆野生羊肚菌比较适合在微碱性环境下生长,菌丝液体培养的最适pH值为7.5。

在羊肚菌培养基营养物质的筛选试验中,可选出最适的营养组分为培养基4中所有成分；培养基3次之；而培养基2为最不适宜其生长,并且对菌丝产量影响较大。培养基4的配方中的营养物质组合能够较好的满足羊肚菌菌丝的生长,所得菌丝产量也最高。即黄豆芽200 g、玉米粉5 g、蔗糖20 g、水1 000 mL。

通过此次试验,我们明确了黑脉羊肚菌菌丝液体培养的基本条件,在棕色瓶内进行旋转式摇瓶培养是最佳培养方式,最适pH值为7.5,最适培养基为培养基4,即黄豆芽 200 g(煮汁)、蔗糖20 g、玉米粉 5 g、水1 000 mL。但是这些因素的组合效应如何,还需进一步探究比较。

本试验以我区野生黑脉羊肚菌为材料,在实验室中进行液体培养,探明了其在液体培养中适宜环境条件,以便进一步对其驯化栽培和开发利用做好基础工作。有利于建立菌丝体生物量的最佳发酵工艺条件,实现自控分批生产,改进羊肚菌菌丝的风味,提高其营养成分和医疗保健价值,还大大增加了菌丝培养的生物产量[15]。同时,本试验的研究结果可为实现羊肚菌半人工栽培、羊肚菌进一步开发利用等提供科学依据,加快了我区羊肚菌资源的开发与利用。

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Study on Liquid Culture Conditions for Mycelium of Xinjiang Peck

Taking the strain of Xinjiang Peck as material,we primary studied its optimum liquid culture conditions,including suitable culture way,pH value,light condition,medium component and so on.The results showed that,the biological yield of mycelium was highest while the strain was cultured in rotary brown shake flask,and the most suitable pH value was 7.5.Medium 4,with 200 g soybean sprouts(boiled to juice),20 g sucrose,5 g corn flour and 1 000 mL sterilized water,was optimum for the mycelium growth of Xinjiang Peck.

Peck;Liquid culture;Mycelium

S646.9

:A

:1001-3547(2013)16-0071-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.16.023

吴新宇（1991-），女，在读本科，主要从事食用菌生理方面的研究，E-mail：44063230@qq.com

郑群（1968-），通信作者，男，博士，副教授，从事蔬菜生理生态研究，E-mail：zq1508@sina.com

2013-06-15