产香真菌GS-1菌株的生物学特性研究

王春生,智亚楠,赵付平,侯梦圆,陈利军

(信阳农林学院 农学院，河南 信阳 464000)

一些真菌在生长过程中可以产生挥发性代谢物质，主要由醇、苯、醛、烯烃、酸、酯、酮等物质组成，这些真菌产生的各种含碳气态化合物的混合物被称作真菌挥发性物质(volatile organic compounds，VOCs)[1]。由于这些挥发性物质具有分子量小、易挥发、能在空气和土壤中自由扩散、良好的细胞膜穿透性等特性[2-4]，在植物病害防控方面，能快速地扩大作用范围，提高对靶标病原菌的抑制效果[4]。相对植物挥发性物质，产生挥发性物质的真菌具有繁殖快、周期短、易培养、易改良、适应性强、不受季节时令限制等优点[5]，因此真菌VOCs作为重要的植物病害生防资源，成为近些年来国内外研究的热点之一[6-8]。

产香真菌GS-1菌株无性态为普通瘤座孢菌(Tubercularia vulgaris)，有性态为丛赤壳(Nectria cinnabarina)，其挥发性物质香味浓郁，对多种植物病原真菌具有明显的熏蒸抑制作用，对番茄果实灰霉病具有良好的生防效果，因此具有良好的生防潜能[3]。但目前对其生物学特性尚不清楚，限制了其挥发性物质熏蒸抑菌功能的进一步研究。本研究通过测定不同培养条件下菌落直径来分析温度、pH值、碳源、氮源和培养基对GS-1菌株生长的影响，明确GS-1菌株的生物学特性，以期为GS-1菌株挥发物的进一步开发和利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

产香真菌GS-1菌株由信阳农林学院植物病理实验室分离并保存。

1.2 培养基

马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)：马铃薯200 g、葡萄糖20 g、琼脂粉15 g、水1000 mL。

马铃薯蔗糖琼脂培养基(PSA)：马铃薯200 g、蔗糖20 g、琼脂粉15 g、水1000 mL。

查氏培养基(CA)：硝酸钠3 g、磷酸氢二钾1 g、硫酸镁0.5 g、氯化钾0.5 g、硫酸亚铁0.01 g、蔗糖30 g、琼脂粉15 g、水1000 ml。

麦芽浸膏琼脂培养基(MEA)：麦芽浸膏25 g、琼脂粉15 g 水1000 ml。

水琼脂培养基(WA)：水1000 ml、琼脂粉15 g。

燕麦片琼脂(OMA)：燕麦片30 g、琼脂粉15 g、水1000 ml。

1.3 产香真菌GS-1菌株的生物学特性研究

1.3.1 温度对菌丝生长的影响 将GS-1菌株在PDA平皿培养5 d，用无菌打孔器在菌落边缘取5 mm菌饼，接入新的PDA平皿中央，分别置于13℃、16℃、19℃、22℃、25℃、28℃，共6个温度下黑暗培养，每天用十字交叉法测量菌落直径。每个处理3皿，重复3次。

1.3.2 pH值对菌丝生长的影响 用1 mol/L的盐酸(HCl)和1 mol/L氢氧化钠(NaOH)溶液将PDA的pH值分别调至3、4、5、6、7、8、9和10，共设8个处理。接种GS-1菌株5 mm菌饼后，22℃黑暗培养，每天用十字交叉法测量菌落直径。每个处理3皿，重复3次。

1.3.3 碳源对菌丝生长的影响 氮源以CA培养基为基础培养基，分别以等量的可溶性淀粉、葡萄糖、乳糖、果糖代替蔗糖，另设无蔗糖(无碳源)处理。接种GS-1菌株5 mm菌饼后，22℃黑暗培养，每天用十字交叉法测量菌落直径。每个处理3皿，重复3次。

1.3.4 氮源对菌丝生长的影响 以CA培养基为基础培养基，分别以等量的苯丙氨酸、半胱氨酸、蛋白胨、酵母浸膏代替基础培养基中的硝酸钠，另设无硝酸钠(无氮源)处理。接种GS-1菌株5 mm菌饼后，22℃黑暗培养，每天用十字交叉法测量菌落直径。每个处理3皿，重复3次。

1.3.5 不同培养基对菌丝生长的影响 将GS-1菌株5 mm菌饼分别接种至PDA、PSA、CA、WA、OMA和MEA培养基上，22℃黑暗培养，每天用十字交叉法测量菌落直径。每个处理3皿，重复3次。

1.4 数据分析

利用IBM SPSS Statistics 22.0软件对数据进行处理，应用Duncan氏新复极差法进行多组样本间差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 温度对GS-1菌株生长的影响

对不同温度条件下培养5 d的GS-1菌株菌落直径进行测量。从图1可以看出，GS-1菌株在所试的13～28 ℃温度范围内均能生长，在19～25 ℃的范围内均生长较好，其中22 ℃为最适生长温度，且与其它所试温度存在显著差异。

图1 温度对GS-1菌株生长的影响(5 d) 图2 pH值对GS-1菌株菌丝生长的影响(6d)

2.2 pH值对GS-1菌株生长的影响

不同pH值培养基对GS-1菌株生长影响的结果见图2。产香真菌GS-1菌株在所试的pH值3～10的范围内均可生长，最适pH值范围为4～7，第6 天菌落平均直径分别为45.8、48.3、46.2 cm和45.0 cm，显著大于其他pH值的处理。

2.3 碳源对GS-1菌株生长的影响

碳源对GS-1菌株生长影响的结果见图3。GS-1菌株在所试的5种碳源和无糖(无碳源)培养基上均可生长，以葡萄糖为最佳碳源，菌落平均直径与其它碳源处理存在显著差异，第6 天的菌落平均直径可达40.3 cm。GS-1菌株在以果糖、乳糖、蔗糖和可溶性淀粉为碳源的培养基上也可较好地生长。

2.4 氮源对GS-1菌株生长的影响

图3碳源对GS-1菌株生长的影响(6d)

从图4看出，GS-1菌株在所试培养基上均可生长，酵母浸膏为最佳氮源，第6 天菌落平均直径可达49.3 cm，与其它氮源处理存在显著差异。GS-1菌株在以蛋白胨为氮源的培养基上也可较好地生长。

2.5 培养基对GS-1菌株生长的影响

GS-1菌株在供试的6种培养基上均能正常生长(图5)，以PDA为最适培养基，第6 天的菌落平均直径可达46.3 cm。在WA培养基上的菌落生长最慢，第5 天的平均直径仅为8.7 cm。

图4 氮源对GS-1菌株菌丝生长的影响(6 d) 图5 不同培养基对GS-1菌株菌丝生长的影响(5 d)

3 讨论

产香真菌GS-1菌株的挥发性物质对植物病原真菌具有良好的生防效果，其挥发物是其生防功能的物质基础。真菌挥发性物质的产生受培养条件的影响[9]，如培养基、温度、pH值等，因此明确GS-1菌株的生物学特性，提供适宜GS-1菌株生长的培养条件，是研究其生防功能开发和利用的前提。

丛赤壳主要寄生于多种树木的枝干，引起枝枯病、溃疡病、珊瑚斑病等[10-12]。在丛赤壳属(Nectria)分类研究中对丛赤壳的菌落生长情况进行了简单的描述[13]，但未见有关其生物学特性的研究报道。本文研究了温度、pH值、碳源、氮源、培养基等对GS-1菌株生长的影响，结果表明：产香真菌GS-1菌株在19～28 ℃的范围内均生长较好，最适生长温度为22 ℃；最佳碳源为葡萄糖，最佳氮源为酵母浸膏；最适宜的pH值范围为4～7；以PDA为最适培养基，其次为PSA和OMA培养基。