温度对大球盖菇生长发育的影响

鲍　蕊，杜双田，张　晶，丁　建，鲁车龙，李　珍

(西北农林科技大学 生命科学学院，陕西 杨凌 712100)



温度对大球盖菇生长发育的影响

鲍蕊，杜双田，张晶，丁建，鲁车龙，李珍

(西北农林科技大学 生命科学学院，陕西 杨凌 712100)

【目的】 研究温度对大球盖菇生长发育的影响，为其栽培管理提供参考。【方法】 在不同温度条件下，研究大球盖菇孢子萌发的适宜温度；采用正交多项式回归分析法构建数学模型，揭示温度对大球盖菇菌丝生长速率、出菇数量及产量的影响。【结果】 经过冷刺激(5 ℃下冷藏30 d)后，大球盖菇孢子萌发的适宜温度为28 ℃；大球盖菇菌丝生长的最适温度为26.0 ℃；采用温室栽培，当菌床基质中心温度为18.7 ℃时，大球盖菇的产量最高、出菇数量较多；菌床基质中心温度在16～19.4 ℃时，大球盖菇子实体形态较好。【结论】 冷刺激及高温是大球盖菇孢子萌发的重要条件，温度是影响大球盖菇生长发育、高产及优质的关键因素。

大球盖菇；孢子萌发；数学模型；培养温度

大球盖菇(Strophariarugoso-annulata)属于担子菌亚门(Basidomycota)、层菌纲(Hymenomycetes)、伞菌目(Agaricales)、球盖菇科(Strophariaceae)、球盖菇属(Stropharia)真菌[1]，因其在同类真菌中体形巨大，被称为花园巨人(Garden giant)、哥斯拉蘑菇(Godzilla mushroom)[2]，又因其菇盖颜色接近酒红色，也被称为酒红大球盖菇(Wine cap Stropharia)[3]。大球盖菇营养丰富，口感脆嫩，鲜味浓郁，且具有重要的保健功能，是目前国际食用菌市场上十大交易菇类之一，也是联合国粮农组织(FAO)向发展中国家推荐栽培的食用菌之一[4]。据文献报道，大球盖菇多糖具有预防冠心病、助消化、缓解精神疲劳等功效；大球盖菇多糖对小白鼠肉瘤S-180和艾氏癌的抑制率达到70%[5-7]；大球盖菇所含的抗氧化物质(类黄酮、多酚、皂甙等)对婴幼儿智力及中枢神经发育具有重要作用[7-8]。另外，大球盖菇可有效降解土壤与废水中的2,4,6-三硝基甲苯(TNT)[9-11]、氯苯、苯胺化合物、氯化苯酚、甲酚、苯甲酚和二甲苯等有害物质[12]，是环境保护及环境污染修复的重要生物之一。

目前，关于大球盖菇的研究主要集中在栽培原料及其配方方面[4,12-13]，而关于温度对大球盖菇生长发育的影响尚未见系统报道。因此，本试验系统研究了温度对大球盖菇孢子萌发、菌丝生长及子实体产量、数量和形态的影响，以期为大球盖菇的栽培管理提供参考。

1　材料与方法

1.1材料

1.1.1菌种供试菌种由西北农林科技大学生命科学学院提供，菌株编号为SR-01。

1.1.2培养基(1)PDA。马铃薯200.0 g/L，葡萄糖20.0 g/L，琼脂粉12.5 g/L，水1 000 mL(pH 6.5)。(2)CM。葡萄糖20.0 g/L，蛋白胨5.0 g/L，MgSO40.5 g/L，K2HPO41.0 g/L，KH2PO40.5 g/L，琼脂粉12.5 g/L，水1 000 mL(pH 6.5)。(3)WA。琼脂粉20.0 g/L，水1 000 mL(pH 6.5)。(4)MEA。麦芽浸膏 20.0 g/L，蛋白胨 1.0 g/L，葡萄糖 20.0 g/L，琼脂粉 12.5 g/L，水1 000 mL(pH 6.5)。(5)小麦培养基。小麦99 g,蔗糖1 g,水100 mL(pH 6.5)。

1.1.3栽培原料主要栽培原料为苹果树修剪枝条木屑。

1.2方法

1.2.1孢子的收集选用子实体较大、菌柄粗壮、健康无病虫害的成熟大球盖菇子实体，采用孢子弹射法收集孢子，将收集的孢子保存备用。

1.2.2菌种制备将保存的大球盖菇斜面菌种在PDA培养基上转接2次后，再转接到小麦培养基上，25 ℃条件下培养，菌丝发满瓶后备用。

1.2.3温度对孢子萌发的影响将5 ℃下冷藏30 d的大球盖菇孢子和未经冷藏的孢子用无菌水制备孢子悬液，以血球计数板计数，使其密度大约为103·mL-1，接种量为10 μL/皿。进行以下2项试验：

(1)将未冷藏孢子制成的悬液分别涂布在PDA、WA、CM和MEA平板上，28 ℃恒温培养12 d，每隔24 h 观察并记录菌落形成时间及形成的菌落数。

(2)将冷藏孢子制成的悬液接种于PDA平板上，将平板分别置于8，12，16，20，24，28和32 ℃条件下培养，每隔24 h观察并记录菌落形成时间及数量。

以上每处理重复5次。以公式(1)计算孢子萌发率。

孢子萌发率=(孢子萌发数/孢子总数)×100%。

(1)

1.2.4温度对菌丝生长速率与菌落长势的影响在PDA平板中央接种一粒麦粒菌种，分别于5，10，15，20，25，30，35 ℃及空气相对湿度60%～70%和黑暗条件下培养13 d，采用十字划线法测量其菌落半径(mm)，每处理重复5次。

菌丝生长速率=菌落半径/培养时间。

(2)

1.2.5温度对大球盖菇产量、数量及形态的影响以苹果树修剪枝条木屑为原料，在日光温室内按常规畦栽方法栽培管理，接种时间为2013-11-15，出菇期为2014-04-17-06-04。在出菇期，每天08:00记录菌床中心温度与室内温度，15:00记录室内温度。采收时，记录出菇数量、产量，并测量菌盖直径、菌盖厚度、菌柄直径及长度(mm)，按公式(3)计算菇形指数。

菇形指数=鲜菇菌盖直径/鲜菇柄长[11]。

(3)

2　结果与分析

2.1温度对大球盖菇孢子萌发的影响

观察结果显示，未经过冷藏处理的大球盖菇孢子在PDA、WA、CM 和MEA平板培养基上均未能形成肉眼可见的菌落。经过冷藏处理 1 个月的大球盖菇孢子在温度≤24 ℃时不能萌发；当培养温度为28 ℃时，在PDA培养基上第 9天形成肉眼可见的菌落，经计算孢子萌发率为40%，且形成的菌落气生菌丝旺盛、浓密、洁白；当培养温度为32 ℃时，在PDA培养基上形成肉眼可见的菌落需12 d，孢子萌发率为10%，其菌落气生菌丝相对稀疏。可见，于5 ℃下经过30 d冷藏处理的大球盖菇孢子萌发的适宜温度为28 ℃。

2.2温度对大球盖菇菌丝生长速率及菌落长势的影响

温度对大球盖菇菌丝生长速率及菌落长势的影响见图1和图2。

经计算，大球盖菇菌丝生长速率(Y1)与培养温度(X1)的函数关系如下：

(4)

方差分析得：F回归=19.35>F0.05(3,3)=9.28，P0.05=0.018<0.05，R2=0.96，表明该方程达到显著水平，且模型与实际值拟合较好。

对方程(4)求极值得：

X1max=26.0 ℃，Y1max=2.4 mm/d。

即培养温度为26.0 ℃时，大球盖菇的菌丝速率达最大值2.4 mm/d。

图 1　培养温度对大球盖菇菌丝生长速率的影响Fig.1　Effect of temperature on growth rate ofStropharia rugoso-annulata

图 2　培养温度对大球盖菇菌落长势的影响 1～7分别是5，10，15，20，25，30，35 ℃条件下培养的大球盖菇菌落长势Fig.2　Effects of temperature on colonies growth of Stropharia rugoso-annulata1-7． Growth of colonies under 5，10，15，20，25，30， and 35 ℃

由计算结果及图1可见，在试验范围内，大球盖菇的菌丝生长速率与培养温度之间呈三次函数关系。当温度为5～26 ℃时，随着温度的升高，大球盖菇的菌丝生长速率逐渐增大,在26 ℃时达到最大值；超过 26 ℃ 后，大球盖菇菌丝生长速率迅速降低。

由图2可见，当温度为5和10 ℃时，菌落长势较差；温度为15和20 ℃时，菌落长势较好；温度为25和30 ℃时，菌落较大且长势最好，气生菌丝浓密洁白；温度为35 ℃时，菌落生长缓慢。

2.3温度对大球盖菇产量及出菇数的影响

2.3.1室内温度与菌床基质中心温度的关系以采收时间为横坐标，以当日的室内温度和菌床中心温度为纵坐标，室内温度和菌床基质中心温度的变化趋势见图3。由图3可见，室内温度(每天08:00和15:00温度)受天气变化的影响较大，特别是每天15:00的温度变化幅度较大，而菌床基质中心温度变化相对缓和。随着时间的推移，所记录的3种温度变化趋势基本相同，都是随着外界气温的升高逐渐升高；3种温度的趋势线斜率相近。为了分析方便，本试验以菌床基质中心温度为指标，研究温度对大球盖菇子实体形成数量及产量的影响。

2.3.2菌床基质中心温度对大球盖菇产量及出菇数量的影响菌床基质中心温度对大球盖菇产量及出菇数量的影响见图4和图5。

图 3　室内温度和菌床基质中心温度的变化趋势Fig.3　Relationship between indoor temperature and material temperature

图 4　菌床基质中心温度对大球盖菇产量的影响Fig.4　Effect of temperature on yield ofStropharia rugoso-annulata图 5　菌床基质中心温度对大球盖菇出菇数量的影响Fig.5　Effect of temperature on amount ofStropharia rugoso-annulata

以菌床基质中心温度为指标，统计不同温度下大球盖菇的产量和出菇数量，经计算，大球盖菇产量(Y2)与菌床基质中心温度(X2)之间的函数关系为：

(5)

方差分析得：F回归=57.19>F0.05(2,3)=9.55，P0.05=0.017 2<0.05，R2=0.988，表明方程(5)达显著水平，该模型与实测值拟合情况较好。

求极值得:

X2max=18.7 ℃，Y2max=6 174.7g/m2。

即菌床基质中心温度为18.7 ℃时，大球盖菇的产量达最大值6 174.7g/m2。

(6)

方差分析得：F回归=37.23>F0.05(2,3)=9.55，P0.05=0.026 3<0.05，R2=0.982，表明方程(6)达显著水平，该模型与实测值拟合情况较好。

求极值得:

即菌床基质中心温度为19.4 ℃时，大球盖菇出菇数量达到最大值44个/m2。

由计算结果及图4、图5可知，在试验范围内，大球盖菇产量与菌床基质中心温度之间呈三次函数关系。当菌床基质中心温度在16～18.7 ℃(此时08:00室内温度为11～16 ℃，15:00室内温度为18～23 ℃)时，随着温度的升高，大球盖菇产量逐渐升高，菌床基质中心温度在18.7 ℃(此时08:00温度为16 ℃，15:00室内温度为22 ℃)时大球盖菇产量达到最大值；超过 18.7 ℃ 后，大球盖菇单位面积产量迅速降低。

由计算结果及图4、图5还可知，在试验温度范围内，大球盖菇出菇数量与菌床基质中心温度之间呈三次函数关系。当菌床基质中心温度在16～19.4 ℃(此时08:00室内温度为11～16 ℃，15:00室内温度为18～23 ℃)时，随着温度的升高，大球盖菇出菇数量逐渐升高，菌床基质中心温度在19.4 ℃(此时08:00室内温度为16 ℃，15:00室内温度为22 ℃)时大球盖菇出菇数量达到最大值；超过 19.4 ℃ 后，大球盖菇出菇数量迅速降低。

2.3.3菌床基质中心温度对子实体形态的影响在出菇期间，通过调节卷帘机，控制温室温度在15～26 ℃，以采菇时菌床基质中心温度为指标，分别测量不同温度下113～221个子实体的菌盖直径、菌盖厚度、菌柄直径、菌柄长度，统计结果见表1。

表 1　菌床基质中心温度对大球盖菇子实体形态的影响Table 1　Effect of temperature on morphological characteristics of Stropharia rugoso-annulata

注：同列数据后标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，标不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。

Note:The lowercase letters are theP=5% significant level,the capital letters are theP=1% signifiant level.

由表1可知，菌床基质中心温度不同，大球盖菇子实体的菌盖直径、厚度以及菌柄长度、直径等差异较大。当温度为16～17 ℃时，大球盖菇子实体的菌盖直径、厚度以及菌柄长度、直径均较大，与其他温度下的菌盖直径、厚度以及菌柄长度、直径的差异总体显著。温度为17 ℃时，大球盖菇的菇形指数最大，此时子实体的菇盖大、菌柄短，菇形较好，符合市场需求。

3　结论与讨论

3.1冷刺激及高温是大球盖菇孢子萌发的重要条件

本研究发现，经过冷刺激的大球盖菇孢子，在28和32 ℃温度条件下都形成了肉眼可见的菌落，但在28 ℃时的孢子萌发率较高，萌发时间相对较短。由于孢子萌发是一系列生理生化过程，是在多种相关酶的作用下完成的，而酶的活性与温度有着密切的关系，所以孢子要在一定的温度范围下才能萌发。食用菌优良菌种选育、生理研究以及遗传研究，都需要经过纯种分离，孢子分离法是食用菌主要的菌种分离方法之一。因此，明确大球盖菇孢子萌发的适宜条件，对优良菌种的选育等至关重要。

3.2温度是影响大球盖菇菌丝生长的关键因素

本研究结果显示，大球盖菇菌丝生长速率与培养温度之间呈三次函数关系，表明大球盖菇菌丝生长对培养温度比较敏感，即微小的培养温度变化就会引起较大的生理效应，因此在大球盖菇菌丝体阶段要严格控制温度，特别是集约化栽培时，要加强循环风，使培养架上下温差缩小，以便达到生长整齐、分化一致，从而利于生产管理。本研究还发现，在5～10 ℃培养温度范围内，菌丝生长缓慢，有利于菌种的保藏；从菌落长势来看，适宜的培养温度在20～30 ℃，此时气生菌丝旺盛、浓密、洁白。从菌丝生长速率与菌落长势可以看出，20～26 ℃最利于菌丝体培养，菌丝生长速率快，分枝较多，当培养温度>30 ℃时，培养基容易失水，影响菌丝的生长。

3.3温度是影响大球盖菇产量及成菇数量的关键因素

本研究结果显示，大球盖菇单位面积产量、出菇数量均与菌床基质中心温度之间呈现三次函数关系，表明温度对产量的影响较为敏感，在生产过程中，应严格控制环境温度。据于萍等[14]报道，大球盖菇中与降解培养料内纤维素、木质素等相关的酶主要有羧甲基纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、半纤维素酶、漆酶；Schlosser等[15]、Yoo等[16]、许颖等[17]报道，上述4种酶在高温条件下酶活较高，适当升高培养温度有利于提高纤维素、木质素降解酶的活性，有利于促进子实体生长。

3.4温度是影响大球盖菇子实体形态的关键因素

菌床基质中心温度不同，大球盖菇子实体的菇盖直径、厚度以及菌柄长度、直径等差异较大；当温度为16～17 ℃时，大球盖菇子实体的菇盖直径、厚度以及菌柄长度、直径较大；大球盖菇菇形指数最大时的温度为17 ℃，此时大球盖菇子实体菇盖大，菌柄短，菇形较好，符合市场需求。

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Effects of temperature on growth ofStrophariarugoso-annulata

BAO Rui,DU Shuangtian,ZHANG Jing,DING Jian，LU Chelong,LI Zhen

(CollegeofLifeSciences，NorthwestA&FUniversity，Yangling，Shaanxi712100，China)

【Objective】 This study investigated the effects of temperature on growth ofStrophariarugoso-annulatato provide reference for cultivation and management ofS.rugoso-annulata.【Method】 Different temperatures were tested to obtain the optimum temperature forS.rugoso-annulataspore germination.Orthogonal polynomial regression method was used to build model for investigating effects of temperature on hypha growth rate, fruit body amount and yield ofS.rugoso-annulata.【Result】 The optimum temperature forS.rugoso-annulatagermination after cold stimulation (5 ℃,30 d) was 28 ℃ and the optimal temperature for hypha growth was 26.0 ℃.In greenhouse,when the center temperature of fungus bed matrix was 18.7 ℃,the fruiting body numbers and yield ofS.rugoso-annulatareached the highest values.When the center temperature of fungus bed matrix was 16-19.4 ℃,the shape of fruiting body was the best.【Conclusion】 High temperature and cold stimulation treatments were essential conditions for germination ofS.rugoso-annulataspore.Temperature was the main factor influencing growth,high quality and yield ofS.rugoso-annulata.

Strophariarugoso-annulata;spore germination;mathematics model;culture temperature

时间:2016-09-0709:03DOI：10.13207/j.cnki.jnwafu.2016.10.027

2015-04-17

陕西省农业示范推广项目；西北农林科技大学科技创新及成果转化专项(XNY2013-63)

鲍蕊(1989-)，男，陕西绥德人，在读硕士，主要从事微生物资源开发利用研究。E-mail：294763925@qq.com

杜双田(1961-)，男，陕西扶风人，副教授，硕士生导师，主要从事食用菌与药用真菌研究。E-mail:dst6107@126.com

S646.1+90.4+6

A

1671-9387(2016)10-0193-06

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160907.0903.054.html