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樟芝菌丝体的固体培养特性研究*

2015-12-23黄志伟程祖锌谢宝贵郑金贵

中国食用菌 2015年2期
关键词:过磷酸钙木屑菌丝

黄志伟,程祖锌,谢宝贵,郑金贵**

(1.福建农林大学食品科学学院,福建 福州 350002;2.福建农林大学农产品品质研究所,福建 福州 350002;3.福建农林大学菌物研究中心,福建 福州 350002)

樟芝菌丝体的固体培养特性研究*

黄志伟1,2,程祖锌2,谢宝贵3,郑金贵2**

(1.福建农林大学食品科学学院,福建 福州 350002;2.福建农林大学农产品品质研究所,福建 福州 350002;3.福建农林大学菌物研究中心,福建 福州 350002)

研究樟芝菌丝体的固体培养特性,探索其最佳生长条件,为樟芝的固态发酵和人工栽培奠定基础。采用木屑培养基和PDA培养基,研究樟芝菌丝体固体培养过程中,培养基配方、含水量、pH值及光照对菌丝生长的影响。以杂木屑和麦皮(或稻草粉)为主料的培养基可培养出生长良好的樟芝菌丝;菌丝生长适宜的PDA培养基pH值为4~8;在木屑培养基中添加3%~5%的过磷酸钙可促进菌丝生长;光照和黑暗条件下樟芝菌丝的生长速度没有显著差异,但在黑暗条件下,樟芝菌丝的长势较好,分生孢子较多。探明了樟芝菌丝体固体培养的最佳培养基配方、含水量和pH值,发现暗培养更有利于樟芝菌丝的生长。

樟芝;菌丝体;固体培养;生长条件

樟芝(Antrodia camphorata)属担子菌纲、多孔菌目、多孔菌科、薄孔菌属,又名牛樟芝或牛樟菇[1],它仅寄生在台湾特有树种—牛樟 (Cinnamomum comphora)的中空心材内壁[2]。樟芝是名贵药用真菌,在台湾民间广泛应用,药效神奇,可以解宿醉、保肝、解毒及强身健体等[1-2]。由于樟芝的神奇药效及对树种资源的依赖性,使得牛樟树被乱砍乱伐,樟芝药源紧缺,价格高昂[3]。为此,黄大斌等[4]对樟芝的生物学特性进行了初步研究,结果表明樟芝菌丝生长的最适温度为28℃,最适碳源为葡萄糖,最适氮源为柠檬酸铵。有些学者对樟芝菌丝液体发酵的培养基组分进行了研究,如宋爱荣[5]研究发现最佳碳源为麦芽糖;菌丝对无机氮的利用效果不如有机氮,最佳有机氮源为酵母膏[6]。陈娟等[7]研究发现,葡萄糖、可溶性淀粉和酵母粉分别为最有利于提高樟芝菌丝生物量的碳氮源,麦芽糖为最有利于提高樟芝三萜含量的碳源,而可溶性淀粉和麦麸分别为最有利于提高樟芝多糖含量的碳氮源。还有一些学者对樟芝菌丝液体培养的发酵条件进行了研究,如接种量、培养温度[8]、装液量、转速[9],初始pH、培养时间[10-11]等。目前,尚未见有关樟芝菌丝体固体培养特性系统研究的报道。为了深入研究樟芝的人工栽培技术,对樟芝菌丝体固体培养的生长条件进行了研究,现将研究结果报道如下。

1 材料与方法

1.1材料

1.1.1 供试菌株

樟芝菌株Ac-A,由福建农林大学菌物研究中心提供。

1.1.2 供试培养基配方

(1)不同固体培养基配方对樟芝菌丝生长影响

采用不同的主料和辅料,按表1分别配制出12种固体培养基配方。其中樟树木屑指将沉水樟段木切片后再粉碎而成的木屑,沉水樟段木由福建农林大学林学院提供;木屑、樟树木屑、麦皮、稻草粉和玉米粉均在105℃下烘2 h~3 h,并立即使用,防止返潮(下同);各种配方培养基的含水量均为60%。

表1 12个配方培养基的组成Tab.1 The components of twelve kinds of media

(2)培养基含水量对樟芝菌丝生长的影响

配方I:木屑76%、麦皮20%、过磷酸钙2%、葡萄糖1%、石膏1%;配方II:木屑76%、稻草粉20%、过磷酸钙2%、葡萄糖1%、石膏1%。2种培养基分别设置6个含水量处理,即50%、55%、60%、65%、70%、75%。

(3)培养基酸碱度对樟芝菌丝生长的影响

斜面培养基(PDA)配方:马铃薯200 g、葡萄糖20 g、琼脂20 g,水1 000 mL,PDA培养基配制好后用1 mol·L-1HCl或1 mol·L-1NaOH调整pH至4、5、6、7、8、9、10、11。木屑培养基配方:以木屑78%、麦皮(或稻草粉)20%、葡萄糖1%、石膏1%为基础,分别在木屑麦皮培养基(I)和木屑稻草粉培养基(II)中添加过磷酸钙或石灰,各设5个剂量,即1%、2%、3%、4%、5%,相应减少配方中木屑的用量,使培养料总和为100%,以不添加过磷酸钙和石灰的基础培养基为对照。培养基的含水量均为65%。

(4)光照对樟芝菌丝生长的影响

马铃薯 200 g、葡萄糖 20 g、KH2PO41 g、MgSO4·7H2O 0.5 g、琼脂20 g,水1 000 mL。

1.2方法

1.2.1 不同固体培养基配方对樟芝菌丝生长的影响

按表1分别配制12种培养基,然后分装于25 mm×200 mm试管中,每个处理4个重复,压实培养料后,在126℃下高压灭菌45 min。接种后置于温度为26℃的培养箱中培养。待菌丝长入料中约1 cm时,画起始线,并注明画线日期。然后继续培养,待菌丝长至接近试管底时画终止线,计算菌丝生长速度(mm·d-1),并评估菌丝长势,然后用软件SAS System For Windows Release 6.12对实验数据进行方差分析与显著性测验(下同)。

1.2.2 培养基含水量对樟芝菌丝生长的影响

参照1.2.1所示方法准备好不同含水量的培养基,每个处理4个重复,高压灭菌,接种,培养,记录菌丝的生长情况。

1.2.3 培养基pH值对樟芝菌丝生长的影响

不同pH值的PDA培养基分装于18 mm×180 mm试管中,每个处理4个重复,121℃下高压灭菌30 min后,制作斜面培养基。配制木屑培养基时,先将过磷酸钙或石灰、葡萄糖和石膏加入水中制成混悬液,再与其它干料混合物充分混合均匀,配制成不同pH值的培养基,然后参照1.2.1所示方法对培养基进行高压灭菌,接种,培养,记录菌丝的生长情况。

1.2.4 光照对樟芝菌丝生长的影响

先配制平板的固体培养基,将樟芝菌种接种于培养皿的中间位置,然后分成2组,每组4个重复,一组置于光照培养箱中培养(光照强度为2 780 lx),一组置于暗培养箱中培养,温度均为26℃。当菌落直径为2 cm以上时,参照1.2.1所示方法记录菌丝的生长情况。

2 结果与分析

2.1培养基配方对樟芝菌丝生长的影响

不同配方的培养基中樟芝菌丝生长速度见图1。

从图1可以看出,不同配方的培养基之间樟芝菌丝生长速度的差异达极显著水平;2号培养基的菌丝生长最快,但菌丝长势弱,10号和11号配方的菌丝生长既快又健壮;以杂木屑为主料,添加5%的玉米粉,并用稻草粉完全代替麦皮时(即3号配方),菌丝生长较快且健壮;采用樟树木屑为主料配制的培养基,樟芝菌丝均不能生长;而将杂木屑与樟树木屑1∶1混合,并用稻草粉代替一半的麦皮时(即12号配方),菌丝生长良好。

2.2培养基含水量对樟芝菌丝生长的影响

图1 不同配方的培养基中樟芝菌丝的生长速度Fig.1 The growth rate of A.camphorata mycelia in different kinds of media

不同含水量的培养基中樟芝菌丝生长速度见图2。

图2 不同含水量的培养基中樟芝菌丝的生长速度Fig.2 The growth rate of A.camphorata mycelia in media with different moisture content

从图2可以看出,樟芝菌丝在木屑草粉培养基上的生长速度比在木屑麦皮培养基中略快,但菌丝长势弱。菌丝生长速度在2种培养基中对于含水量变化的反应不同:随着培养基含水量的提高,对于木屑麦皮培养基,菌丝生长速度总体呈加快的趋势,但菌丝长势减弱;对于木屑草粉培养基,菌丝生长速度不变,菌丝长势减弱。

2.3培养基pH值对樟芝菌丝生长的影响

2.3.1 PDA培养基pH值对菌丝生长的影响

PDA培养基pH值对菌丝生长的影响见图3。

从图3可以看出,PDA培养基的pH值为4~8时,菌丝生长速度没有显著性差异,且生长良好;pH值为9~11时,樟芝菌丝不能生长。

2.3.2 在木屑麦皮(或草粉)培养基中添加酸性或碱性辅料对樟芝菌丝生长的影响

添加过磷酸钙或石灰的木屑培养基中樟芝菌丝的生长速度见图4。

从图4可以看出,在木屑麦皮(或草粉)培养基中添加1%~5%石灰,樟芝菌丝均不能生长;添加3%~5%过磷酸钙可促进樟芝菌丝生长,与添加1%、2%或对照相比,差异达到极显著水平;在木屑麦皮培养基中添加5%过磷酸钙时,菌丝生长较稀疏。

2.4光照对樟芝菌丝生长的影响

光照和黑暗条件下樟芝菌丝的生长速度没有显著差异见图5。

从图5可以看出,在黑暗条件下培养,樟芝菌丝的长势较好,分生孢子较多。

图3 不同pH值的PDA培养基上樟芝菌丝的生长速度Fig.3 The growth rate of A.camphorata mycelia on PDA media with different pH

图4 添加过磷酸钙或石灰的木屑培养基中樟芝菌丝的生长速度Fig.4 The growth rate of A.camphorata mycelia in sawdust mediawith calcium superphosphate or calcareousness

图5 光照和黑暗条件下樟芝菌丝的生长速度Fig.5 The growth rate of A.camphorata mycelia under light or dark condition

3 讨论

台湾的牛樟(Cinnamomum comphora)是樟芝的唯一寄主[2],但本研究中樟芝菌丝在用樟树木屑配制的培养基中不能生长,可能是因为本研究所用樟树木屑是用沉水樟制作的,樟味很重,而牛樟与福建省的沉水樟在香味上有很大差别,牛樟的香味较淡。

从2.3的实验结果可以看出,当PDA培养基的pH值为9以上,或往木屑麦皮(草粉)培养基中添加石灰时,樟芝菌丝均不能生长。因此,可以得出樟芝菌丝不耐碱性,适合在酸性条件下生长,在碱性条件下菌丝生长受抑制或不生长,这一研究结果对樟芝的人工栽培有重要的指导作用。

[1]王伯,邱世浩,黄仁彰.食用菇保健食品专辑[J].食品工业月刊,1998,30(5):21-25.

[2]陈体强,李开本,林章余.台湾食(药)用菌发展现状[J].福建农业科技,2000(1):20-21.

[3]廖英明.菇类中的许不了—樟芝 [J].农业世界杂志(台湾省),1998(176):76-79.

[4]黄大斌,杨菁,黄进华,等.樟芝生物学特性研究[J].食用菌学报,2001,8(2):24-28.

[5]宋爱荣.台湾樟芝对碳素营养源利用的研究 [J].中国食用菌,2002,21(5):41-43.

[6]宋爱荣.樟芝对氮素营养源利用的研究 [J].菌物研究,2004,2(1):45-48.

[7]陈娟,姜兴华,范青生,等.Plackett-Burman法筛选樟芝液态发酵培养基碳氮源 [J].南昌大学学报:理科版,2010,34(5):466-471.

[8]刘华,贾薇,刘艳芳,等.珍稀药用真菌—樟芝深层发酵培养条件的优化[J].微生物学通报,2007,34(1):70-74.

[9]孙素华,孙金旭,朱会霞,等.响应面法优化樟芝真菌发酵培养条件研究 [J].食品研究与开发,2012,33(7):157-160.

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[11]贺元川,蒲蔷,何开泽,等.均匀设计法优化樟芝产三萜液体发酵条件 [J].应用与环境生物学报,2011,17(6):901-906.

Study on Solid Culture Characteristics of Antrodia camphorata Mycelium

HUANG Zhi-wei1,2,CHENG Zu-xin2,XIE Bao-gui3,ZHENG Jin-gui2
(1.College of Food Science,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China; 2.Agricultural Product Quality Institute,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China; 3.Microbiology Research Centre,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China)

The solid culture characteristics and optimal growing conditions of Antrodia camphorata mycelium were studied, which provided a foundation for solid fermentation and artificial cultivation of A.camphorata.The effect of media components, moisture content,pH and the light on mycelial growth in solid culture of A.camphorata were studied in the article by use of sawdust media and PDA media.A.camphorata mycelia could grow well in the media of which the substrate were sawdust and wheat bran(or rice straw).The suitable pH of PDA media for mycelia growth was 4~8.The addition of 3%~5%calcium superphosphate to the media promoted the growth of mycelia.However,there’s no significant difference of growth rate under light or dark condition,mycelia grew better under dark condition and produced more conidiophore.This research discovered the optimal media components,moisture content and pH for solid culture of A.camphorata mycelium,and A.camphorata mycelia grew better under dark condition than light.

Antrodia camphorate;solid culture;solid culture;growing conditions

S646.9

A

1003-8310(2015)02-0029-04

10.13629/j.cnki.53-1054.2015.02.008

农业部948计划项目(2011-Z59);福建省教育厅科技项目(JA12127)。

黄志伟(1978-),男,博士,讲师,主要从事食品生物技术方面研究。E-mail:hzwfau@163.com

**通信作者:郑金贵(1949-),男,硕士,教授,主要从事作物品质遗传育种方面研究。E-mail:jgzheng@fafu.edu.cn

2015-01-10

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