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    灰树花菌丝体在不同碳氮比栽培料中的生长比较

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      灰树花菌丝体在不同碳氮比栽培料中的生长比较

      张一帆,杨小兵
      (广东省微生物研究所省部共建华南应用微生物国家重点实验室,广东省菌种保藏与应用重点实验室广东省微生物应用新技术公共实验室)
      《北方园艺》 2017年第3期

        灰树花(Grifola frondosa)在分类学上隶属多孔菌科、奇果菌属,又称栗蘑、舞茸,是一种食药用大型真菌。灰树花不仅是美味的食材,也是我国一种抗癌药物有效成分的主要来源。灰树花在我国河北、江浙一带栽培生产较多,但其高产栽培配方的精细化调整尚鲜见研究报道。
        碳(C)和氮(N)是食药用菌培养基(栽培料)营养成分分子中的两大元素,也是构成食药用菌自身的主要元素。碳源和氮源物质有多种存在形式,不同来源的碳源和氮源营养物质对食药用菌的生长发育、内含物的产生和积累都有显著影响。研究发现,灵芝、桑黄、层孔菌、栎生侧耳等多种食药用菌在含不同碳源和氮源物质的液体培养基中,菌丝体生物量以及胞外多糖的产生有显著差异,而不同碳源和氮源物质也可影响皱柄羊肚菌和糙皮侧耳中漆酶的产量和活性,表明不同碳源和氮源物质可影响食药用菌对培养料大分子物质的水解能力。碳源和氮源物质在培养料中混合存在,二者比例(C/N)也是影响食药用菌生长的重要影响因素。
        不同来源的碳氮源物质对灰树花生长的影响明显。利用23种碳源和15种氮源物质对灰树花进行液体培养比较,发现葡萄糖和黄豆粉最利于灰树花菌丝体增重。在灰树花栽培用氮源物质开发的研究中发现,橄榄油饼渣和咖啡煮渣都会降低灰树花产量。关于不同碳氮比对灰树花在常用栽培料中生长影响的资料较少见。该试验利用了有别于以往碳氮元素含量测定的方法—元素分析仪检测法,对3种碳氮源供体进行了测定,并通过配比得出不同碳氮比的培养料组合,测试了2个不同来源灰树花品种Gf-3和BJ在不同碳氮比栽培料中的生长情况。
        1 材料与方法
        1.1 试验材料
        供试灰树花菌株为广东省微生物研究所食用菌中心引进馆藏。代号为Gf-3的灰树花菌株源自福建省,代号为BJ的灰树花菌株源自河北省。
        1.2 试验方法
        1.2.1栽培原料的C、N含量测定取适量杂木屑、棉籽壳和麸皮,60℃烘干6h,粉碎后过40目筛,送样中山大学检测中心,利用ElementarVarioELcube元素分析仪对3种样品进行C、N含量的测定。其中棉籽壳因为粉碎后能明显分出皮壳部分和棉絮部分,因此送样检测时作为不同样品检测,分别记皮壳部分为棉籽壳(壳),棉絮部分为棉籽壳(棉)。
        1.2.2不同碳氮比栽培料的配制
        3种栽培原料的配比制得5组栽培料,将各种栽培原料的碳氮元素含量分别求和,计算出栽培料碳氮比。将5组栽培料分别按料水比1∶1.2(m/m)加水充分混匀,填入改装过的聚丙烯塑料菌种袋中,每袋调料量为40g,封口灭菌。
        1.2.3灰树花菌丝体生长速度测定在灭菌后的栽培料中分别接入2个灰树花品种的菌种,置于(25±1)℃培养箱中避光培养,以划线法记录菌丝体生长距离,换算为生长速度。
        1.3 数据分析
        试验数据采用SPSS19进行差异显著性分析。
        2 结果与分析
        2.1 3种栽培原料的碳氮元素含量
        经元素分析仪检测,3种原料中C含量的高低顺序为木屑>棉籽壳>麸皮,但按比例计算,木屑C含量仅比麸皮多11.26%。棉籽壳皮壳部分和棉絮部分C含量比较接近,仅相差0.63个百分点。可见,4种样品C含量比较接近。N含量高低则为麸皮>棉籽壳(壳)>棉籽壳(棉)>木屑。棉籽壳不同取材部位N含量有明显差别,皮壳部分N含量是棉絮部分的2.51倍。而木屑N含量十分低,该试验以其最大值0.20%代表木屑N含量,则麸皮N含量是木屑的17.20倍,棉籽壳皮壳N含量是木屑的7.65倍,棉絮部分是木屑的3.05倍。木屑C/N为232.65∶1,麸皮为12.16∶1,棉籽壳皮壳为28.63∶1,棉籽壳棉絮为70.77∶1。
        2.2 不同配方的C/N
        3种原料分别组成5个配方的C、N含量以及C/N。经测定,棉籽壳经粉碎、过筛后,棉絮部分为原质量的51%,皮壳部分为原质量的49%,则棉籽壳作为整体计算时,C含量调整为43.48%,N含量调整为1.06%。5种配方中C含量最大值仅为最小值的1.03倍,可见5个配方C含量是非常接近,而5个配方中N含量最大值是最小值2.78倍。5个配方中,麸皮含量最高的配方碳氮比最小,无添加麸皮的配方碳氮比最大。
        2.3 2个灰树花品种在不同碳氮比栽培料中的生长情况
        2个品种的灰树花在不同碳氮比栽培料中,在同一条件下培养相同时间后的菌丝体生长状态。2个品种的菌丝体外观洁白、致密,无明显衰变;吃料范围随栽培料C/N增加而增加。在C/N为24.93∶1时,菌丝体吃料范围仅占菌种袋约1/4的长度,而当在C/N为71.39∶1时,菌丝体几乎满袋。
        通过划线法记录菌丝长速,结果发现随着栽培C/N增大,菌丝体生长速度加快。两两比较同一个品种在不同C/N栽培料中生长速度,发现2个品种都出现类似的情况,即在栽培料C/N为24.93∶1、29.90∶1时,菌丝生长速度差异不明显。而在C/N为37.21∶1、49.03∶1和71.39∶1时,菌丝体生长速度两两比较差异都显著。
        3 讨论
        该研究中,栽培袋中使用了相同质量的填料量和相近的填料体积,因此栽培料的密度(松紧度)可以认为是基本一致,因此把栽培料的C/N作为影响菌丝体生长速度的一个主要因素。另外,为了简化试验模型,没有在栽培料中添加糖(含C)以及含钙离子的添加物。
        木屑、棉籽壳和麸皮3种栽培原料中尽管N含量不同,但各自均有超过40%的C含量,从单方面的数值上来讲,这3种材料同时可作为碳源的供体,单纯地按原料中C和N含量来进行碳源物质、氮源物质的划分似乎有欠考虑。但原料中N含量是无可忽视的。5种不同配比的栽培料有相近的C含量,但当栽培料中麸皮达50%时,灰树花菌丝体的生长就明显放缓。因此,以高C/N、低C/N来描述栽培原料可能更为准确。
        从元素分析结果中可见,棉籽壳皮壳部分的C/N是棉絮部分的2.5倍,再加上市售棉籽壳有“多壳”“多棉”等品质之分,这使得对其C/N值的确定更为复杂。尽管在粉碎过程中,皮壳和棉絮部分能大体分离开,但仍存在短小的棉絮混入皮壳碎片的情况而影响测定结果。
        在该试验的范围内,灰树花菌丝体生长速度随栽培料C/N增加呈正相关,而金针菇在由棉籽壳、棉花秸秆和麸皮为主的栽培料中的生长速度,以及姬松茸菌丝在由尿素或硫酸铵组成培养基中的生长速度,都与C/N增加呈正相关。但是姬松茸菌丝体在由木薯纤维和大豆纤维组成培养基上,其生长速度和C/N增加则呈负相关。课题组推测,C和N在不同来源的物质中,其存在于分子中的形式多种多样。而C和N含量仅是这些供体分子的极端表达形式,而实际上食药用菌在营养生长过程中,对这些C和N的供体在分子层面的相互作用是无法被忽视的。
        BARRETO等在研究灰树花在固体发酵的生长数学模型时发现,灰树花子实体发生时,其菌丝体生物量达到最大值。从此推断,菌丝体吃料最快的C/N配方,可能会促进灰树花最早形成原基。但由于该试验针对的是菌丝体生长,40g的栽培料量可能达不到子实体形成的营养要求。然而,即使栽培料量足够,菌丝体生长最快的配方未必最适合子实体产生和发育。例如猴头菇在C/N为28∶1的栽培料中菌丝体生长最旺盛,但此时子实体生物学效率小于在C/N为33∶1时,且差异显著。金针菇在C/N为60∶1的栽培料中菌丝体生长最旺盛,而子实体生物学效率则在C/N为40∶1时最大。
        该研究结果表明,麸皮是影响栽培料配方C/N改变的主要因素。据报道,灰树花的最适栽培配方的麸皮添加量占栽培料总量的18%~20%。该试验中,当栽培料中麸皮加入比例为10%和20%时,培养料中C/N分别为49.03∶1和37.21∶1。灰树花菌丝体在这2种配方中的生长速度差异显著,但又同时小于完全不含麸皮的配方(C/N为71.39∶1),且差异也显著。该研究下一步的工作需侧重在子实体形成状况和生物学效率等与栽培料C/N的关系。

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