遵义地区3种野生食用菌的分离与鉴定
2019-03-07孟庆峰祝伦伟付少彬
孟庆峰, 张 旭, 祝伦伟, 付少彬
(1.遵义医学院 公共卫生学院,贵州 遵义 563100;2.遵义医学院 药学院,贵州 遵义 563100)
食用菌是高等真菌中可供人们食用的大型真菌(又称蕈菌)[1]。有研究表明,我国发现的野生食用菌已超过2 000种,其中,驯化栽培的种类超过100种,商品化的种类超过60种,而商品化的野生食用菌中常见的有平菇、香菇、金针菇、杏鲍菇、木耳等[2-4],仅占食用菌的3%。可见,目前我国野生食用菌具有很大开发潜力。贵州生态环境良好、气候条件适宜,野生食用菌资源是全国最丰富的地区之一。在食用菌的鉴定中,常依据食用菌的形态进行确定,即通过观察子实体或培养后观察菌落形态及个体显微特征,将标本及菌种鉴定到门、纲、目、科、属、种。但随着科学技术的发展,有关学者发现,有些食用菌会随着生长环境的不同而表现出不同的形态学特征。笔者等对采于遵义地区的3种野生食用菌进行传统的形态描述鉴定,并进行了组织分离和分子生物学鉴定,以准确判断其品种和系统地位,为开发和利用该野生食用菌提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 食用菌 3种野生食用菌采自贵州省遵义汇川区团泽镇鸡公山,编号分别为X-01,X-02,X-03。
1.1.2 培养基 1) 配制麦芽汁:取50 g麦芽,磨碎,在45℃水浴中0.5 h,然后升温到70℃,保持1 h,向其加水至400 mL。2) 培养基配制:20%马铃薯汁500 mL,麦芽汁100 mL,葡萄糖15 g,维生素B 150 mg,琼脂20 g,蒸馏水加至1000 mL,pH 5.5左右。
1.1.3 试剂与仪器设备 试验所用的试剂及仪器设备见表1和表2。
表1 主要试剂
表2 主要仪器设备
1.2 方法
1.2.1 形态学观察 借助体视显微镜对食用菌子实体进行外部形态学观察,光学显微镜对食用菌的孢子、菌丝特征进行观察并描述。
1.2.2 菌种的分离与培养 组织分离法:在无菌条件下,先用酒精棉球对菇体进行表面消毒,然后手持菌柄,将菌撕成两半,取手术刀经火焰灭菌、冷却后,在菌盖、菌柄交界处挑取一小块菌肉,移植到PDA培养基上于25℃培养,待菌丝长出,挑取菌丝纯化,再置于25℃恒温培养箱中培养。
孢子释放法:在无菌条件下,先用酒精棉球对菇体进行表面消毒,然后除去菌柄,将菇直立,菌盖朝上放于无菌培养皿中过夜,待孢子长出,对其进行分离、纯化,再将其放入25℃恒温培养箱中培养。
1.2.3 分子生物学鉴定 从子实体组织和菌丝中提取DNA,按照真菌基因组DNA提取试剂盒操作,PCR扩增体系见表3,1%琼脂糖凝胶电泳检测,将成功获得的PCR产物送北京博友顺生物技术有限公司测序;将上述获得的序列通过NCBI、BLAST,找出与之同源性最大的序列并运用MEGA7建立系统发育树。PCR反应程序:预变性 94℃ 3 min;变性94℃ 30 s,退火55℃ 30 s,延伸72℃ 1 min,20 个循环;延伸72℃ 10 min,4℃ 保存。
表3 PCR反应体系
2 结果与分析
2.1 子实体特征
3种食用菌的子实体见图1。X-01:子实体呈伞状。菌盖呈钟形至平展,直径约7 cm,中部稍微凸起,灰褐色,表面干燥,有的边缘平滑,有的龟裂。菌肉为白色,受伤后变为灰白色;菌褶灰白色,稍密,弯生,不等长。菌柄为圆柱形,长约5 cm,粗约1.2 cm,表面光滑,白色,受伤后变为灰褐色,内部松软至中空,基部稍膨大。基物为土壤。X-02:子实体呈耳状。菌盖呈漏斗形,直径约为4 cm,中部下凹,边缘上翘,表皮颜色为黄褐色,表面干燥、有些许鳞片;菌肉为白色,受伤后变为灰色;菌褶为黄白色,致密,长约2 cm,延生,不等长。菌柄较短,约2.5 cm,圆柱形,灰白色,丛生,内部较为中空,基部略微膨大。基物为梨树。X-03:子实体呈圆筒形。菌盖近圆锥形,长约7 cm,宽约5 cm,表面有许多凹坑,似羊肚状,凹坑近圆形或不规则形,颜色淡黄色或黄褐色,交织成网状;菌柄长约6 cm,粗约5 cm,中空,基部膨大,基物为土壤。
图1 3种食用菌的子实体
Fig.1 The fruiting bodies of three wild edible fungi
2.2 菌丝及孢子特征
经过反复的分离、纯化得到3种野生食用菌菌丝,在培养基上,X-01号菌菌丝为白色、带有玫红色,浓密、呈绒毛状,产生玫红色的色素,爬壁能力较强,一般7 d菌丝长满;X-02号菌菌丝为白色、绵毛状、较为稀疏,不产生色素,爬壁能力弱,一般13 d菌丝爬满;X-03号菌菌丝为黄色、绒毛状、浓密,产生黄褐色色素,后期有菌核生成,爬壁能力强,一般4 d菌丝长满。
由图2和图3看出,X-01号食用菌孢子为单个、浅绿色、近球形,大小约为9 μm×9 μm;菌丝粗细较均匀,有分叉,锁状联合。X-02号食用菌孢子为单个、淡绿色、椭圆形,大小约为7 μm×2 μm;菌丝粗细不匀,有分叉,锁状联合。X-03号食用菌子囊近柱形,有8个孢子、单行排列,孢子无色、为椭圆形,每个大小约为5 μm×8.5 μm;菌丝粗细均匀,有隔,无锁状联合。
图2 3种食用菌的孢子形态特征
Fig.2 Morphological characteristics of spore of three edible fungi spores
图3 3种食用菌的菌丝形态特征
Fig.3 Morphological characteristics of hyphae of three edible fungi spores
2.3 PCR扩增
从图4看出, 6条条带的片段大小均为500~800 bp。
注:从左至右,条带依次为3条子实体和3条菌丝体。
Note: The band in the following order: Tree fruiting bodies; tree myceliums.
图43种野生食用菌子实体及其菌丝的琼脂糖凝胶电泳图谱
Fig.4 Agarose gel electrophoresis of three species of wild edible fungi and their mycelium
2.4 分子鉴定结果
将测序结果与GeneBank比较,X-01号菌子实体测序结果与晶盖粉褶蕈[Entolomaclypeatum(L)Quel]的同源性为98%;菌丝与南海海洋真菌(Fusariumsp)的同源性为99%,子实体的序列结果与表性特征一致,最终以子实体的结果为准,系统发育树见图5。X-02号菌子实体和菌丝分子鉴定结果均与漏斗大孔菌[Favolusarcularius(Batsch : Fr.) Ames]的同源性为99%,系统发育树见图6。X-03号菌子实体结果与柳毒蛾(Leucomacandida)的同源性为77%;菌丝与冠状虫霉(Conidioboluscoronatus)的同源性为95%,子实体和菌丝的序列与表型均不符合,所分离的菌株可能是附着在表面的杂菌,而子实体序列可能是PCR产物直接测序其目的片段,最终以表型特征为主进行鉴定。
X-01号食用菌分类地位:真菌界(Eumycota),担子菌亚门(Basidiomycotina) ,层菌纲(Hymenomycetes) ,伞菌目(Agadcales) ,粉褶菌科(Rhodophyllaceae),粉褶菌属(Rhodophyllus),晶盖粉褶蕈[Entolomaclypeatum(L)Quel]。
X-02号食用菌分类地位:真菌界(Eumycota),担子菌亚门(Basidiomycotina),无隔担子菌亚纲(Holobasidiomycetidae),非褶菌目(Aphyllophorales),多孔菌科(Polyporaceae),多孔菌属(Polyporus),漏斗大孔菌[Favolusarcularius(Batsch:Fr.) Ames]。
X-03号食用菌经过表型特征鉴定为羊肚菌属,分类地位:真菌界 (Eumycota),子囊菌亚门(Ascomycotina),盘菌纲(Discomycetes),盘菌目(Pezizales),羊肚菌科(Morohellaceae),羊肚菌属(Morchella)。
图5 X-01号菌子实体系统发育树
Fig.5 The phylogenetic tree of the mycelium system X-01
图6 X-02号菌子实体系统发育树
Fig.6 The phylogenetic tree of the mycelium system X-02
3 结论与讨论
采用孢子释放法和组织分离法分离野生食用菌,通过显微镜对3种野生食用菌的子实体、菌丝和孢子形态特征进行观察,分子生物学方法对其子实体和菌丝进行基因组DNA提取、ITS区测序,综合形态学特征和ITS基因序列,鉴定X-01号为真菌界(Eumycota),担子菌亚门(Basidiomycotina),层菌纲(Hymenomycetes),伞菌目(Agadcales),粉褶菌科(Rhodophyllaceae),粉褶菌属(Rhodophyllus),晶盖粉褶蕈[Entolomaclypeatum(L)Quel];X-02号为真菌界,担子菌亚门,无隔担子菌亚纲(Holobasidiomycetidae),非褶菌目(Aphyllophorales),多孔菌科(Polyporaceae),多孔菌属(Polyporus),漏斗大孔菌[Favolusarcularius(Batsch : Fr.) Ames];X-03号为真菌界,子囊菌亚门(Ascomycotina),盘菌纲(Discomycetes),盘菌目(Pezizales),羊肚菌科(Morohellaceae),羊肚菌属(Morchella)。
孢子释放法比组织分离法的效率高,但是与时间、孢子成熟程度关系较大。采用传统的形态特征对其进行鉴定,方法虽然简便、快速、直观,但仍存在很多不足,有些食用菌的形态特征会随着生长环境的变化而变化,进而不能完全准确地对食用菌进行分类。因此,分子生物学手段广泛地应用于未知真菌的鉴定,在食用菌分类上取得了成功,如田慧敏等[5]成功确定了赤峰5种未知真菌的分类学地位。然而,虽然结合分子学方法能更快速地确定食用菌的分类学地位,但也有试验表明,单从分子生物学的结果并不能准确地确定食用菌的类别,如刘晓婷等[6]对1株白桩菇进行鉴定时,在形态学和分子学的结果上出现了很大的差异,综合考虑后从形态学的角度确定其为白桩菇属。试验中X-01、X-03号食用菌的分离鉴定中也出现了此现象。