董 輝 尚曉冬 曹 暉 彭兆旺 廖志敏

(1.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所,上海 201400;2.上海豐福食用菌科技有限公司,上海 201717)

香菇 (Lentinus edods)是一種重要的食藥兼用真菌,是世界上發(fā)展速度最快的菌類(lèi)之一[1],其人工栽培在我國(guó)具有悠久的歷史[2]。在香菇的育種工作中,需要對(duì)其若干性狀進(jìn)行綜合考量,研究性狀間的相互聯(lián)系,這對(duì)雜交育種中的選育目標(biāo)性狀的把握,具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。

在應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)研究蕈菌栽培領(lǐng)域各性狀之間,以及各性狀與經(jīng)濟(jì)目標(biāo)之間聯(lián)系的試驗(yàn)中,多采用相關(guān)性分析和因子分析的方法分析性狀間的內(nèi)在聯(lián)系。林芳燦[3]對(duì)香菇平均菇重、菇數(shù)、菇峰期3個(gè)性狀與產(chǎn)量間相關(guān)及通徑分析結(jié)果,這3個(gè)性狀對(duì)產(chǎn)量的決定系數(shù)高達(dá)96.41%,成為影響產(chǎn)量的主要因子。林范學(xué)等[4]對(duì)22個(gè)香菇菌株的16個(gè)數(shù)量性狀的因子分析得到5個(gè)弱相關(guān)的主因子成分,方差貢獻(xiàn)率達(dá)到85.71%。江枝和等[5]對(duì)硒鑭復(fù)合作用下姬松茸氨基酸數(shù)量性狀進(jìn)行因子分析的結(jié)果,姬松茸氨基酸的17個(gè)數(shù)量性狀可提取為2個(gè)公因子,其累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)93.66%,較好地反映這些性狀所包含的信息。段寧等[6]對(duì)不同質(zhì)量天麻種的株數(shù)、莖粗、株穗長(zhǎng)、有效開(kāi)花數(shù)、株有效數(shù)和成果率進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明,有性雜交態(tài)勢(shì)性狀對(duì)成果率的影響差異明顯,因此選擇質(zhì)量好的母麻種是天麻進(jìn)行有性雜交的關(guān)鍵。前人在蕈菌栽培方面應(yīng)用相關(guān)性分析和因子分析中,菌株選擇范圍小,采集的性狀較少,尚未見(jiàn)對(duì)性狀在菌株間的相互聯(lián)系做綜合性評(píng)價(jià)的報(bào)道。本研究擬采用上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所保藏的68個(gè)香菇菌株,采集包括質(zhì)量性狀、時(shí)間參數(shù)和數(shù)量性狀在內(nèi)的性狀指標(biāo)計(jì)20項(xiàng),以期得出可推及香菇菌株性狀間聯(lián)系的一般性結(jié)論。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器 供試菌株來(lái)自上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所,所需培養(yǎng)基為PDA培養(yǎng)基、木屑培養(yǎng)基。主要儀器有:試管,TOMY SS-325型高壓蒸汽滅菌鍋,BOXUN BSP-250型恒溫恒濕培養(yǎng)箱,超凈工作臺(tái),分析天平,直尺。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法 從液氮庫(kù)中取出香菇菌株進(jìn)行活化和純化后,將PDA試管的香菇菌絲轉(zhuǎn)接至木屑培養(yǎng)基菌包中,每個(gè)菌株設(shè)置5個(gè)重復(fù),于20℃暗黑條件下培養(yǎng),測(cè)量并計(jì)算菌株菌絲的生長(zhǎng)速度。將木屑培養(yǎng)基菌包的菌株培養(yǎng)至菌絲發(fā)滿菌包后,按照菌株類(lèi)別,將菌絲由菌包轉(zhuǎn)接至菌棒,每個(gè)菌株接20個(gè)菌棒,置于25℃恒溫恒濕培養(yǎng)室中,常規(guī)管理,待其轉(zhuǎn)色成熟后進(jìn)入栽培出菇管理階段,將轉(zhuǎn)色成熟的菌棒轉(zhuǎn)置于出菇房中,每個(gè)菌株以20個(gè)菌棒為1小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),常規(guī)管理。

1.3 香菇菌株生物學(xué)性狀指標(biāo)的測(cè)定 根據(jù)香菇DUS標(biāo)準(zhǔn),采用發(fā)育正常的子實(shí)體,記錄各項(xiàng)測(cè)定的生理指標(biāo)。按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)的需要,測(cè)定包括香菇菌株生理發(fā)育栽培過(guò)程的20個(gè)性狀指標(biāo)。每小區(qū)隨機(jī)抽取4個(gè)菌棒,采用spss軟件和excel在微機(jī)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 性狀間差異顯著性檢驗(yàn) 對(duì)香菇菌株間各性狀進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),方差分析表明 (表1),20個(gè)性狀間存在極顯著差異,故可以進(jìn)行后續(xù)分析。

表1 方差分析表

2.2 性狀間相關(guān)性分析 各性狀分別表示為:x1菌蓋顏色,x2子實(shí)體型,x3菌棒軟硬程度,x4肉質(zhì),x5鱗片有無(wú),x6原基期,x7菇峰期,x8轉(zhuǎn)潮期,x9菌絲長(zhǎng)速,x10菌蓋直徑,x11菌蓋厚度,x12菌柄直徑,x13菌柄厚度,x14菌蓋柄長(zhǎng)度比,x15菌蓋柄寬度比,x16單棒菇數(shù),x17單棒產(chǎn)量,x18單菇鮮重,x19生物學(xué)效率,x20污染率。由表2得知,單棒產(chǎn)量與菌蓋顏色呈顯著的弱正相關(guān);與子實(shí)體型、菌棒的軟硬程度、肉質(zhì)、蓋柄長(zhǎng)比、蓋柄寬比、污染率無(wú)相關(guān)性;與鱗片的有無(wú)、原基期的長(zhǎng)短、單棒菇數(shù)、生物學(xué)效率呈極顯著的正相關(guān);與轉(zhuǎn)潮期、菌絲長(zhǎng)速呈弱的負(fù)相關(guān);與菇峰期、菌蓋直徑、菌蓋厚度、菌柄直徑、菌柄厚度、單菇鮮重呈極顯著的負(fù)相關(guān)。

單菇鮮重與菌蓋顏色、子實(shí)體型、菌幫軟硬、轉(zhuǎn)潮期、蓋柄長(zhǎng)比、蓋柄寬比、污染率無(wú)相關(guān)性;與肉質(zhì)、菌絲長(zhǎng)速呈正相關(guān);與鱗片的有無(wú)、單棒菇數(shù)、單棒產(chǎn)量、生物學(xué)效率呈極顯著的負(fù)相關(guān);與原基期、菇峰期、菌蓋直徑、菌蓋厚度、菌柄直徑、菌柄厚度呈極顯著的正相關(guān)。肉質(zhì)與菌蓋顏色、菌蓋直徑、菌蓋厚度、菌柄直徑、菌柄厚度呈顯著的正相關(guān);與子實(shí)體型、菌棒軟硬、鱗片的有無(wú)、菌絲長(zhǎng)速、蓋柄長(zhǎng)比、單棒產(chǎn)量、生物學(xué)效率、污染率無(wú)相關(guān)性;與原基期、轉(zhuǎn)潮期、菇峰期、單菇鮮重呈弱的正相關(guān);與蓋柄寬比、單棒菇數(shù)呈弱負(fù)相關(guān)。

由此可以看出在有關(guān)種質(zhì)資源評(píng)價(jià)的指標(biāo)中,原基期、單棒菇數(shù)和菇峰期,以及表征單菇結(jié)構(gòu)的若干性狀,都可以從正、反兩個(gè)方向作為評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)產(chǎn)量的指標(biāo)。單菇鮮重和肉質(zhì)2項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)亦然。而作為核心評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的單棒產(chǎn)量、單菇鮮重和肉質(zhì)3個(gè)指標(biāo)中,單棒產(chǎn)量和單菇鮮重呈極顯著的負(fù)相關(guān),而肉質(zhì)與此兩者無(wú)相關(guān)性。因此在種質(zhì)資源評(píng)價(jià)體系中需要做全面的綜合考量。

表2 菌株性狀間相關(guān)系數(shù)表

2.3 性狀間因子分析 以spss數(shù)據(jù)處理軟件,對(duì)20個(gè)出菇性狀進(jìn)行因子分析 (R型因子分析,主成分提取法)

(1)主因子成分的抽取。由表3得到性狀變量的特征值、方差及累積百分比,根據(jù)因子特征值從大到小的因子提取原則和主因子成分的抽取標(biāo)準(zhǔn),將特征值大于1的前6個(gè)因子作為主因子,其提取平方和的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到73.22%,由此可得這6個(gè)主因子成分可以解釋73.22%的性狀變量信息。

(2)旋轉(zhuǎn)因子載荷。表4為方差極大正交旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣,初始因子載荷矩陣通過(guò)因子轉(zhuǎn)換矩陣的作用得到正交旋轉(zhuǎn)矩陣。由表4可知,第一因子包括x7菇峰期,x10菌蓋直徑,x11菌蓋厚度,x12菌柄直徑,x16單棒菇數(shù),x17單棒產(chǎn)量,x18單菇鮮重,x19生物學(xué)效率的作用;第二因子包括x4肉質(zhì),x15菌蓋柄寬比的作用;第三因子代替了x3菌棒軟硬程度,x20污染率的作用;第四因子包括x2子實(shí)體型,x8轉(zhuǎn)潮期的作用;第五因子包括x9菌絲長(zhǎng)速的作用;第六因子包括x14菌蓋柄長(zhǎng)比的作用。主因子F1包括與出菇產(chǎn)量相關(guān)的性狀,可稱(chēng)之為產(chǎn)效因子,其中單棒菇數(shù)、單棒產(chǎn)量、單菇鮮重和生物學(xué)效率是反映產(chǎn)量的直接指標(biāo);菇峰期是出菇采收的時(shí)間參數(shù);菌蓋直徑、菌蓋厚度、菌柄直徑為衡量單朵菇質(zhì)量的指標(biāo),可間接作為產(chǎn)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)。且菇峰期與反映單朵菇質(zhì)量的菌蓋直徑、菌蓋厚度、菌柄直徑為正向協(xié)同關(guān)系,與反映直接產(chǎn)量效益的單棒菇數(shù)、單棒產(chǎn)量和生物學(xué)效率為負(fù)向協(xié)同關(guān)系,與單菇鮮重為正向協(xié)同關(guān)系,此結(jié)論與林范學(xué)[4]等的研究結(jié)果一致。主因子F2包括衡量單朵子實(shí)體質(zhì)感的肉質(zhì)指標(biāo)和衡量單朵子實(shí)體菇形協(xié)調(diào)性的菌蓋柄寬比指標(biāo),可稱(chēng)之為單菇質(zhì)量因子,且肉質(zhì)與菌蓋柄寬比為負(fù)向協(xié)同關(guān)系。主因子F3包括反映菌絲在菌棒中吸收營(yíng)養(yǎng),完成轉(zhuǎn)色過(guò)程中對(duì)菌棒的影響程度的菌棒軟硬程度和反映菌絲在接入菌棒生長(zhǎng)階段被雜菌侵染程度的菌棒污染率,菌絲在完成轉(zhuǎn)色對(duì)菌棒的作用與菌株的不同以及菌株與外界環(huán)境的相互作用有關(guān),菌絲在菌棒的生長(zhǎng)過(guò)程中同樣受到菌株差異性和外界環(huán)境的雙重影響,因此F3可稱(chēng)之為菌絲菌棒互作效應(yīng)因子,且菌棒軟硬程度與污染率呈正向協(xié)同關(guān)系。主因子F4包括子實(shí)體著生方式的子實(shí)體型和衡量出菇潮次時(shí)間的轉(zhuǎn)潮期,可稱(chēng)之為著生及潮次因子,且子實(shí)體型與轉(zhuǎn)潮期呈負(fù)向協(xié)同關(guān)系。主因子F5包括衡量菌絲生長(zhǎng)速度的指標(biāo),可稱(chēng)之為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)因子。主因子F6包括衡量單朵菇形結(jié)構(gòu)的菌蓋柄長(zhǎng)度比,可稱(chēng)之為結(jié)構(gòu)因子。

表3 總方差解釋

表4 香菇20個(gè)性狀的旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣

3 討論與結(jié)論

本研究將相互影響、部分彼此之間有關(guān)聯(lián)的20個(gè)出菇性狀,按照相關(guān)系數(shù)的顯著性和相關(guān)系數(shù)的得分,歸納出對(duì)產(chǎn)量有關(guān)聯(lián)的性狀指標(biāo),其中菌蓋直徑與單棒產(chǎn)量的相關(guān)性方向?yàn)樨?fù)向,與于海龍[7]等的研究結(jié)果不同。按照對(duì)總信息解讀的貢獻(xiàn)歸納為6個(gè)主因子成分,對(duì)菌株出菇性狀信息進(jìn)行概括,以期在良種的人工選擇工作中對(duì)菌株的目標(biāo)性狀進(jìn)行有針對(duì)性的篩選,為香菇雜交育種工作中的目的性狀的選擇提供指導(dǎo)思路。本研究所采集的性狀指標(biāo)是在實(shí)驗(yàn)菇房中獲得,對(duì)于栽培條件、自然環(huán)境迥異于菇房的情況,還需作進(jìn)一步的分析和探究。

從相關(guān)性分析中得到與產(chǎn)量有正向和負(fù)向作用的若干出菇性狀,從因子分析中,抽取6個(gè)主因子成分解釋所包含的信息量,包括產(chǎn)效因子、單菇質(zhì)量因子、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)因子、著生及潮次因子、結(jié)構(gòu)因子及菌絲菌棒互作效應(yīng)因子。在林范學(xué)等[4]的研究基礎(chǔ)上對(duì)菌株來(lái)源的廣泛性和采集性狀的范圍進(jìn)行了擴(kuò)展,為實(shí)現(xiàn)香菇栽培的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)提供參考和借鑒。香菇的性狀在菌株潮次之間的分布及在特定栽培條件下受環(huán)境影響程度等,還有待于進(jìn)一步的探究。

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