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不同碳源对7个白灵菇品种菌丝生长的影响*

2017-12-28蒙秋霞聂建军徐全飞冯婉君潘保华赵悠悠

中国食用菌 2017年6期
关键词:麦芽糖甘露醇乳糖

牛 宇,蒙秋霞,聂建军,徐全飞,冯婉君,潘保华,赵悠悠

(1.山西省农业科学院农业资源与经济研究所,山西 太原 030006;2.山西省农业科学院农业环境与资源研究所,山西 太原 030031;3.山西省候马市出入境检验检疫局,山西 侯马 043000)

〈栽培技术〉

不同碳源对7个白灵菇品种菌丝生长的影响*

牛 宇1,蒙秋霞2**,聂建军1,徐全飞1,冯婉君1,潘保华1,赵悠悠3

(1.山西省农业科学院农业资源与经济研究所,山西 太原 030006;2.山西省农业科学院农业环境与资源研究所,山西 太原 030031;3.山西省候马市出入境检验检疫局,山西 侯马 043000)

以7个不同来源白灵菇(Pleurotus eryngii var.tuoliensis)品种为供试菌株,通过对其菌落直径、菌丝颜色、菌丝生长速度及液体菌种摇瓶发酵菌丝产量进行比较,探讨6种碳源对白灵菇菌丝生长的影响。研究结果表明,白灵菇有较广的碳源谱。从菌丝生长速度来看,7个白灵菇菌株总体以麦芽糖、可溶性淀粉、甘露醇、蔗糖为碳源时菌丝生长最快,对葡萄糖和乳糖利用较差;引入生长指数进行分析,葡萄糖、麦芽糖是白灵菇菌丝生长的最佳碳源,其次是甘露醇和可溶性淀粉,对蔗糖和乳糖利用最差。从菌丝生物量看,以甘露醇和可溶性淀粉为碳源时发酵液中获得的菌丝干重最大,其次是蔗糖和麦芽糖,葡萄糖和乳糖最低。

白灵菇;碳源;生长速度;生长指数;菌丝生物量

白灵菇(Pleurotus eryngii var.tuoliensis) 是白灵侧耳的商品名称,又名白阿魏侧耳、白阿魏蘑、白灵芝菇等,属担子菌门(Basidiomycota) 伞菌纲(Agaricomycetes) 伞菌目 (Agaricales) 侧耳科(Pleurotaceae) 侧耳属(Pleurotus)。白灵侧耳是1种腐生或寄生性菌类,在自然界中常生长在伞形科阿魏植物根茎上[1]。上世纪50年代,法国、印度和德国的科学家进行了驯化栽培研究。1974年印度在克什米尔分离到阿魏菇天然菌株,并在段木上驯化栽培成功。我国科学家在1983年对阿魏菇进行组织分离和驯化栽培获得成功。1997年,卯晓岚对在北京大面积栽培的阿魏蘑的分类地位进行了深入细致的观察研究,鉴定为白灵侧耳,后使用白灵菇为商品名称[2]。

白灵菇是我国人工栽培食用菌主要菌类之一,该菇子实体颜色洁白、质地脆嫩、风味独特,不但含有丰富的蛋白质、氨基酸等营养成分,还具有很高的药用价值。经研究证明,白灵菇子实体中的矿物质成分和真菌多糖可有效提高人体免疫力,真菌多糖入药有消积、杀虫的作用,可预防和治疗腹部肿痛肿块、心血管疾病、妇科肿痛、癌症等,是集营养和保健功效于一体的珍稀菇类[1-2]。在食用菌生产过程中,菌种制作和培养是生产的前提和基础,是食用菌栽培能否成功的关键因素之一。目前市场上用于栽培的白灵菇品种较多,不同的白灵菇品种具有不同的生物学特性,对于碳源的利用特性也不尽相同。笔者通过研究6种碳源对不同来源白灵菇品种菌丝生长速度、菌丝长势、菌丝颜色的影响,并测定其液体摇瓶发酵菌丝的生物量,充分了解不同白灵菇品种对于不同碳源的利用规律,旨在为不同来源白灵菇品种栽培种培养条件的进一步优化提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试菌种

白灵菇菌株A、菌株B、菌株C为本实验室保存品种,菌株D、菌株E购自北京,菌株F、菌株G购自山东寿光。

1.1.2 培养基材料

葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、甘露醇、可溶性淀粉、琼脂、蛋白胨均为化学纯;MgSO4、KH2PO4为分析纯。

1.2 仪器与设备

YXQ-LS-50立式压力蒸汽灭菌锅,上海博迅实业有限公司医疗设备厂;DHG-9040S电热恒温鼓风干燥箱,宁波东南仪器有限公司;HH-4数显恒温水浴锅,江苏金坛市环宇科学仪器厂;BS-S恒温振荡器,国华电器有限公司;BSD-250型振荡培养箱,上海博迅实业有限公司医疗设备厂;ME 204电子天平,梅特勒-托利多仪器(上海) 有限公司;SWGJ-1FD系列超净工作台,上海博讯实验有限公司医疗设备厂。

1.3 试验方法

1.3.1 不同碳源对白灵菇菌丝生长的影响

基础培养基配方:马铃薯200 g、葡萄糖20 g、琼脂25 g、MgSO42.0 g、KH2PO42.0 g、蛋白胨3.0 g,水 1 000 mL,pH7.0。

分别用等量的供试碳源代替基础培养基中的葡萄糖,以不加碳源基础培养基为对照,研究不同碳源对白灵菇菌丝生长的影响,每个处理重复3次。供试培养基碳源为:葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、可溶性淀粉、乳糖、甘露醇。

1.3.2 白灵菇培养条件和菌落长势

采用平板培养法,测定不同培养基上白灵菇的菌落直径,并对比菌落长势,研究供试碳源对白灵菇菌株菌丝生长的影响。所有试验均采用直径90 mm的培养皿,每个平板上定量接种直径5 mm的菌落l块,在25℃条件下的恒温培养10 d,第10天测量菌落直径,计算菌丝生长速度,并对比菌落长势。菌落长势评分标准为:菌丝长势浓密(5分),较浓密(4分),中等(3分),稀疏(2分),极稀疏(1分)。菌落色泽评分标准为:菌丝颜色洁白(5分),较洁白(4分),白色(3分),浅白(2分),灰白(1分)。

1.3.3 不同碳源对白灵菇液体发酵菌丝生物量的影响

分别用等量的供试碳源代替基础培养基中的葡萄糖,以不加基础培养基中的碳源(葡萄糖)为对照,研究不同碳源对白灵菇菌丝生长的影响,每个处理设3次重复,供试培养基碳源与固体培养基碳源一样。

取已活化的7个菌株斜面菌丝体,分别接种到装有100 mL液体培养基的250 mL三角瓶中,每瓶接种菌块3块,25℃静置培养48 h,菌丝萌发后,在25℃、150 r·min-1的条件下振荡培养6 d,得到一级液体种子。之后按10%接种量接到各发酵培养基中,在25℃、150 r·min-1的条件下振荡培养6 d后,取50 mL发酵液3 500 r·min-1离心收集菌丝体,洗涤2次后80℃烘至恒质量,称重。

1.3.4 数据和统计分析

白灵菇菌丝生长对营养物质要求较高,不同白灵菇菌株对不同碳源有明显的选择性,故其在不同碳源培养基上的菌丝长势、色泽和菌丝生长速度差异较大。因此在数据分析中除了考虑菌丝生长速度外,还兼具了菌丝生长势、菌丝颜色,为更好地比较几种碳源对于各个白灵菇菌株生长的影响,本研究借鉴前学者有关菌丝生长指数的概念,并根据实际生产经验中菌丝生长速度、菌丝长势和色泽表现出重要的程度进行权重分配和加权计算,其中:菌丝生长速度权重为0.5,菌丝长势权重为0.3,色泽权重为0.2,得出计算菌丝生长指数(I)公式为:

式中:n1表示菌丝长势评分;v表示菌丝生长速度;n2表示色泽评分。

为探索不同白灵菇菌株对碳源要求的相似性,分别以菌丝生长速度、菌丝生长指数、菌丝生物量为变量,以平方欧式距离为相似度度量,用SPSS软件进行层次聚类,得到聚类树形图。

试验数据采用Microsoft Excel 2007和SPSS 20软件进行系统处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同碳源对白灵菇菌丝生长势和色泽的影响

不同碳源对菌丝长势和色泽的影响见表1。

表1 不同碳源对白灵菇菌丝长势和色泽的影响(平皿观察)Tab.1 Effect of different carbon sources on mycelia growth and mycelium color of Pleurotus eryngii var.tuoliensis(plate culture)

由表1可见,7种白灵菇菌丝在对照及6种碳源培养基上均能生长,但长势浓密程度和菌落色泽有所不同。菌株A、菌株B、菌株E总体而言长势和菌落颜色较好,尤其是在葡萄糖、乳糖培养基上表现最好,菌丝浓密,颜色洁白,评分较高。菌株C、菌株D、菌株F、菌株G在不同碳源培养基上表现较差,尤其是在乳糖、蔗糖和麦芽糖培养基上,菌丝稀疏,颜色较浅,评分较低。

2.2 不同碳源对白灵菇菌丝生长速度的影响

通过菌落直径计算菌丝生长速度,结果见表2。

表2 不同碳源对白灵菇菌丝生长速度的影响(平皿观察)Tab.2 Effect of different carbon sources on mycelia growth rate of Pleurotus eryngii var.tuoliensis(Plate culture)

菌株A与菌株B在麦芽糖、可溶性淀粉、甘露醇培养基上生长较快,生长速度均极显著高于对照,在葡萄糖、蔗糖培养基上次之,而在乳糖培养基上表现最差,生长速度与对照相比差异极不显著。菌株C在可溶性淀粉、麦芽糖、甘露醇、蔗糖、对照培养基上生长较快,与对照相比差异均极不显著,而在葡萄糖和乳糖培养基上生长速度较小,极显著低于对照和其他碳源培养基。菌株D在可溶性淀粉、蔗糖、甘露醇、麦芽糖培养基上生长较快,其生长速度均极显著高于对照和培养基,在葡萄糖培养基上次之,生长速度与对照相比无显著差异,在乳糖培养基上生长最慢,生长速度极显著低于对照。菌株E在麦芽糖、甘露醇、蔗糖、葡萄糖、可溶性淀粉培养基上生长较快,其生长速度均极显著高于对照,在乳糖培养基上表现较差,但生长速度仍显著高于对照培养基。菌株F在甘露醇、可溶性淀粉、麦芽糖培养基上生长较快,在蔗糖培养基上次之,生长速度均极显著高于对照,在乳糖培养基上的生长速度与对照相比无显著差异,而在葡萄糖培养基上的生长速度显著低于对照。菌株G在甘露醇、麦芽糖、蔗糖、葡萄糖培养基上生长较好,在可溶性淀粉培养基上次之,其生长速度均极显著高于对照,在乳糖培养基上生长最慢,生长速度极显著低于对照。总体而言,所有菌株在麦芽糖、可溶性淀粉、甘露醇、葡萄糖培养基上生长较快,生长速度均极显著高于对照,而除了菌株E和菌株F,其他菌株在乳糖培养基上的生长速度均极显著低于对照。

2.3 不同碳源对白灵菇菌丝生长指数的影响

将菌丝生长速度、菌丝长势和色泽评分代入公式计算菌丝生长指数,结果见表3。

表3 不同碳源对白灵菇菌丝生长指数的影响Tab.3 Effect of different carbon sources on mycelia growth index of Pleurotus eryngii var.tuoliensis

总体而言,菌株E、菌株A、菌株B的菌丝生长指数较高,而菌株F、菌株G、菌株D、菌株C较低。其中,菌株E、菌株B在葡萄糖培养基中的生长指数最高,分别达到5.09和4.87,菌株C、菌株D在乳糖培养基中的生长指数最低,分别为2.38和2.40。

2.4 不同碳源对白灵菇深层发酵菌丝生物量的影响

在不同碳源培养基中深层发酵培养14 d后,各个白灵菇菌株的菌丝生物量见表4。

表4 不同碳源对白灵菇液体发酵菌丝生物量的影响Tab.4 Effect of different carbon sources on mycelium biomass of Pleurotus eryngii var.tuoliensis

所有待测菌株在不同碳源培养基中形成的菌丝生物量均高于对照(P<0.01)。其中菌株A在甘露醇和乳糖培养基中形成的菌丝生物量最大,在蔗糖、麦芽糖、可溶性淀粉培养基中次之,在葡萄糖培养基中最低。菌株B在蔗糖、麦芽糖、甘露醇培养基中的菌丝生物量最大,在乳糖和可溶性淀粉培养基中次之,在葡萄糖培养基中最低。菌株C在甘露醇、葡萄糖培养基中形成的菌丝生物量最大,在可溶性淀粉培养基中次之,在乳糖培养基中最低。菌株D在可溶性淀粉、甘露醇培养基中形成的菌丝生物量最大,在乳糖、麦芽糖培养基中次之,在葡萄糖培养基中最低。菌株E在甘露醇、麦芽糖、可溶性淀粉培养基中形成的菌丝生物量最大,在蔗糖培养基中次之,在乳糖培养基中最低。菌株F在甘露醇、可溶性淀粉培养基中形成的菌丝生物量最大,在乳糖、葡萄糖培养基中次之,在蔗糖和麦芽糖培养基中最低。菌株G在可溶性淀粉培养基中形成的菌丝生物量最大,在甘露醇、葡萄糖、麦芽糖培养基中次之,在乳糖培养基中最低。总体而言,白灵菇各菌株在甘露醇、麦芽糖、可溶性淀粉和蔗糖培养基中进行深层发酵后可形成较大的菌丝生物量,但在葡萄糖和乳糖培养基中深层发酵产生的菌丝生物量较小。

2.5 不同白灵菇菌株的聚类分析

分别以菌丝生长速度、菌丝生长指数、菌丝生物量为变量对7个菌株进行聚类分析,探索其在不同碳源上表现的相似度,结果见图1。

图1 以不同变量所作聚类分析树形图Fig.1 Dendrograms based on cluster analysis using different variables

以菌丝生长速度为变量时,菌株A、菌株B、菌株D、菌株F、菌株E为一大类群,菌株C、菌株G为一大类群。以菌丝生长指数为变量时,菌株D、菌株G、菌株C、菌株F为一大类群,菌株A、菌株E、菌株B为一大类群。以菌丝生物量为变量时,菌株D、菌株G、菌株F、菌株C为一大类群,菌株A、菌株B、菌株E为一大类群。以菌丝生长速度、菌丝生长指数、菌丝生物量三者为变量时,结果与以生长指数为变量时相似,即菌株D、菌株G、菌株C、菌株F为一大类群,菌株A、菌株E、菌株B为一大类群。可见,所测7个菌株被均被分成两大类群。其中一大类群包括菌株A、菌株B、菌株E,它们对碳源的要求较为相似。另一大类群包括菌株D、菌株G、菌株C、菌株F,彼此之间对碳源的要求也较为相似,又与菌株A、菌株B、菌株E不同。

3 结论与讨论

碳源是食用菌最重要的营养,构成食用菌细胞结构物质,并供给食用菌生长发育所需要的能量[3]。白灵菇为腐生菌,可利用的碳源非常广泛,凡单糖、有机酸和醇等小分子化合物都可直接被吸收利用,而纤维素、半纤维素、淀粉等大分子化合物需要在胞外酶的作用下分解成简单的可溶性糖类再被利用[1]。在此研究了不同白灵菇菌株在不同碳源培养基中菌丝生长状况。结果表明,7个白灵菇菌株对单糖、双糖、糖醇和多糖均能利用,说明白灵菇对碳源的利用谱较广。

从菌丝生长速度来看,总体以麦芽糖、可溶性淀粉、甘露醇、蔗糖为碳源时菌丝生长最快,这同赵秀芳、张锁峰等[4-5]研究结果类似,与王桂芹等[6]的研究不同;对葡萄糖和乳糖利用较差,不同于张长青等[7]得出的葡萄糖效果最好的结果,这可能与所测菌株不同有关。菌株A~菌株E以可溶性淀粉、麦芽糖、甘露醇和蔗糖为碳源时,菌株F以可溶性淀粉、麦芽糖、甘露醇为碳源时,菌株G以甘露醇、麦芽糖、葡萄糖为碳源时,菌丝生长速度在0.01水平上无显著差异,说明白灵菇总体对单糖、糖醇、双糖和多糖没有选择性,但不同品种(菌株)对碳源的利用能力有所不同,这与前人的结论有所差异[5]。引入生长指数进行分析,葡萄糖、麦芽糖是白灵菇菌丝生长的最佳碳源,与其他学者的研究相近[5],其次是甘露醇和可溶性淀粉,对蔗糖和乳糖利用最差。从菌丝生物量看,以甘露醇和可溶性淀粉为碳源时每百毫升发酵液中获得的菌丝干重最大,其次是蔗糖和麦芽糖,葡萄糖和乳糖最低,与其他学者的研究结果相似[8-9],说明白灵菇对碳源的利用总体上具有一定的规律性。

不同白灵菇菌株之间对碳源的利用情况也有差异性。从菌丝生长速度看,各菌株对所有碳源的总体利用效率从高到低依次为E>B>F>A>D>G>C。从菌丝生长指数看,各菌株对所有碳源的总体利用效率从高到低依次为E>A>B>F>G>D>C。从菌丝生物量看,各菌株对所有碳源的总体利用效率从高到低依次为B>E>A>F>C>G>D。可见,菌株A、菌株B、菌株E在不同碳源上表现均较好,菌株F居中,菌株C、菌株D、菌株G表现较差。不同菌株在不同碳源培养基上的生长差异可能是菌种长期保存在某种培养基上的适应结果,是否具有可逆性等问题需要进一步研究证实。

菌丝生长指数是从白灵菇菌落生长浓密程度、颜色等方面来评价菌落长势的指标,比以往单纯的从某个角度分析更具优势,能更全面地反映实际生产情况。本研究借鉴前期学者有关菌丝生长指数的概念,并根据实际生产经验中菌丝生长速度、菌丝长势和色泽表现出重要的程度进行权重分配,之后再进行加权计算,与前人单纯用菌丝长势评分乘以菌丝生长速度的算法不同。通过聚类分析,发现本计算方法得到的菌丝生长指数与菌丝生物量的聚类结果较为接近,由此推论该生长指数可能更全面地反映实际生产情况。但实际情况如何,仍需出菇培养后,通过测定子实体产量方能验证。此外,本研究未涉及不同氮源对7个白灵菇菌丝生长的影响和碳氮比试验。这些问题,还有待于进一步细化研究。

[1]黄年来,林志彬,陈国良,等.中国食药用菌学[M].上海:上海科学技术文献出版社,2010:548.

[2]卯晓岚.中国大型真菌[M].郑州:河南科学技术出版社,2000.

[3]张金霞.中国食用菌菌种学[M].北京:中国农业出版社,2011:100.

[4]赵秀芳.白灵菇菌丝对不同碳氮源利用的研究[J].土壤肥料,2005(5):54-55.

[5]张锁峰,柴美清,宋卓琴,等.不同碳源对白灵菇菌丝生长的影响[J].农学学报,2014,4(10):84-87.

[6]王桂芹,陈寿成.白灵菇菌丝生长条件的研究[J].中国食用菌,2007,26(2):37-40.

[7]张长青,王红英,张建民,等.不同来源的白灵菇菌种菌丝培养特性[J].食用菌,2004(4):8-9.

[8]冀宏,赵黎明.基于生物量的白灵菇菌株筛选及其深层发酵培养条件优化[J].食品科学,2013,34(23):221-227.

[9]宫志远,任海霞,李瑾,等.白灵菇菌丝生长营养物质优化试验[J].山东农业科学,2008(7):74-76.

书 讯

《食用菌营养与烹饪》由湖南省食用菌研究所与中国食用菌协会、中华全国供销合作总社昆明食用菌研究所共同编写,主要包括毒菌类的识别方法、食用菌的选购与贮藏、食用菌的营养与保健作用、食用菌经典菜式等内容,重点介绍39种常见食用菌141个菜品的烹饪方法。烹饪方法结合了多地菜肴的特色,兼顾营养、口味、地域及烧、蒸、煮等各种制作技巧的使用,菜式丰富、搭配合理。内容详实、图片精美,实用性强。

本编辑部现有少量存书,欲购者可直接汇款至中国食用菌杂志编辑部,本书售价30元,平邮加邮寄费5元,挂号加邮寄费10元,联系电话0871-65151099。

《中国食用菌》编辑部

Effect of Different Carbon Sources on Mycelial Growth of Seven Pleurotus eryngii var.tuoliensis strains

NIU Yu1,MENG Qiu-xia2,NIE Jian-jun1,XU Quan-fei1,FENG Wan-jun1,PAN Bao-hua1,ZHAO You-you3
(1.Institute of Agricultural Resources and Economy,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Taiyuan 030006,China;2.Institute of Agricultural Environment and Resources,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Taiyuan 030031,China;3.Houma Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Houma 043000,China)

To explore the effect of six carbon sources on mycelial growth of Pleurotus eryngii var.tuoliensis,colony diameter,mycelium color,mycelial growth rate and mycelial biomass obtained from submerged fermentation of 7 strains were compared.The results showed that P.eryngii var.tuoliensis has a wide spectrum of carbon source.In terms of mycelial growth rate,the mycelia of 7 tested strains showed the highest growth rate when maltose,soluble starch,mannitol or sucrose was used as carbon source,and did not perform well on substrates with glucose or lactose.When mycelia growth index was introduced to the analysis,glucose and maltose were the best carbon sources,followed by mannitol and soluble starch,and then sucrose and lactose.In terms of mycelial biomass obtained from submerged fermentation,the largest dry weight of mycelia was obtained from the brothes added mannitol or soluble starch,followed by the brothes with sucrose or maltose,and the brothes with glucose or lactose gave the lowest mycelial biomass.

Pleurotus eryngii var.tuoliensis;carbon source;growth rate;growth index;mycelial biomass

S646.1

A

1003-8310(2017)06-0027-06

10.13629/j.cnki.53-1054.2017.06.006

山西省2014年度煤基重点科技攻关项目子项目(FT2014-03-13);山西省农科院科研资助项目(YGG17155)。

牛宇(1979-),男,硕士,副研究员,主要从事生物资源利用与食用菌资源开发研究。E-mail:kayneo@126.com

**通信作者:蒙秋霞(1979-),女,博士,副研究员,主要从事野生植物资源开发利用研究。E-mail:qiuxia_meng@126.com

2017-09-23

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