扈海靜 彭煒航 王日東 鄭文彩 王建瑞*
(1魯東大學(xué)農(nóng)學(xué)院,山東煙臺264025;2山東博華高效生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司,山東濱州256500;3山東招遠(yuǎn)市國有羅山林場,山東濱州256400;4山東省利津縣中心醫(yī)院,山東東營257400)
鬼傘屬(Coprinus)真菌屬于擔(dān)子菌亞門(Basidomycotina),層菌綱(Hymenomycetes),傘菌目(Agaricales),鬼傘科(Coprinaceae),約有100 多種,我國記載有20 多種[1]。目前已有研究表明,鬼傘的某些發(fā)酵產(chǎn)物,可作為新的抗生素資源,對代表性的革蘭氏陽性菌有較高的抑菌活性,而且對豬鼻支原體和萊氏非固醇衣原體也表現(xiàn)出較高的抗性[2]。毛頭鬼傘是鬼傘屬的一種,據(jù)報道,它能降低血糖,并含有治療糖尿病的有效成分[3]。如今,環(huán)境問題是世界關(guān)注的熱點問題之一,大多數(shù)化工廠排放的廢水中都含有酚類物質(zhì),鬼傘屬真菌中的C.cinereus和C.congeregatus可以降解酚類物質(zhì),其中C.cinereus的酚類過氧化氫酶對酚類物質(zhì)及其類似物都有較好的降解作用[4]。國外一些研究發(fā)現(xiàn)C.comatus對鉛、銀、汞等某些重金屬元素具有較好的富集作用,可將其作為環(huán)境污染的指示菌物[5]。
灰擬鬼傘夏秋季單生或散生于糞土、草地上,我國主要分布在東北、華北、西北、華中等區(qū)域。鬼傘功效及其含有的特有成分已成為國內(nèi)外研究的熱點。筆者探究灰擬鬼傘的生物學(xué)特性,為鬼傘的菌絲體培養(yǎng)及其研究提供理論依據(jù)。
山東省聊城市莘縣草菇栽培床上的灰擬鬼傘(Coprinopsis cinerea)經(jīng)組織分離得到供試菌株。該菌株經(jīng)過分子標(biāo)記技術(shù)以及形態(tài)性狀測定等已鑒定為灰擬鬼傘(圖1)。
圖1 灰擬鬼傘
PDA 培養(yǎng)基:馬鈴薯 200 g,葡萄糖 20 g,瓊脂20 g,加水1 000 mL,pH自然。
1.3.1 單因素試驗
1.3.1.1 碳源試驗
采用PDA 培養(yǎng)基,碳源分別為葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、果糖,其他成分不變,配制250 mL 培養(yǎng)基,并倒入7 個平板。培養(yǎng)基平板正中央接入6 mm 大小相同的菌塊,置24 ℃培養(yǎng)。每隔24 h觀察一次并用平板劃線法測量標(biāo)記菌絲生長長度。連續(xù)測量直至出現(xiàn)某一平板長滿菌絲。同時觀察并記錄菌絲長勢,繪制折線圖。每個處理設(shè)7個重復(fù)。
1.3.1.2 氮源試驗
采用PDA 培養(yǎng)基,氮源分別為酵母粉、蛋白胨、尿素、牛肉膏,其他成分不變。接種、培養(yǎng)、測量方法同碳源試驗。每個處理設(shè)7個重復(fù)。
1.3.1.3 pH試驗
采用 PDA 培養(yǎng)基,設(shè)置 pH 為 5、6、7、8、9、10 等6 個梯度。接種、培養(yǎng)、測量方法同碳源試驗。每個處理設(shè)7個重復(fù)。
1.3.1.4 溫度試驗
選取碳源為蔗糖、氮源為酵母粉、pH 為7 的培養(yǎng)基,接種后分別放置于24 ℃、28 ℃、31 ℃、34 ℃、37 ℃、40 ℃的恒溫生物培育箱培養(yǎng)。測量方法同碳源試驗。每個處理設(shè)7個重復(fù)。
1.3.2 正交試驗
從4 種單因素中選出培養(yǎng)效果最佳者,組成4因素4 水平的正交試驗(表1)。具體方法是采用PDA 培養(yǎng)基,分別添加相應(yīng)的碳源、氮源,改變pH以及溫度,置于不同環(huán)境下培養(yǎng)。接種、測量方法同碳源試驗。每個處理設(shè)7個重復(fù)。
表1 正交試驗設(shè)計表
觀察發(fā)現(xiàn)在供試碳源培養(yǎng)基上灰擬鬼傘菌絲前3 d 長勢差異不大,第4 天時開始有差異,在第9天時差異較顯著,以蔗糖為碳源的菌絲長勢最好。由圖1 可見,菌絲在以蔗糖為碳源培養(yǎng)基上菌絲生長始終最快,其次是麥芽糖、果糖,最慢是葡萄糖。
圖2 供試碳源對灰擬鬼傘菌絲生長的影響
由表2 可以看出,灰擬鬼傘菌絲在4 種碳源培養(yǎng)基上均能生長,其中以蔗糖為碳源時,菌絲平均長速最快,為3.29 mm/d。以蔗糖為碳源時菌絲長勢優(yōu)于其他碳源,因此蔗糖可作為最佳碳源。
表2 供試碳源培養(yǎng)基上菌絲平均長速及長勢的影響
同碳源試驗,培養(yǎng)前3 d 灰擬鬼傘菌絲的生長差異不明顯,從第4天開始菌絲生長出現(xiàn)分化,尿素為氮源的培養(yǎng)基上菌絲幾乎不生長;第9天時,在酵母粉作為氮源的培養(yǎng)基上菌絲生長極旺盛,且粗而潔白。由圖3 可見,酵母粉為氮源培養(yǎng)基上菌絲生長始終為最快,其次是蛋白胨、牛肉膏,最慢是尿素。
由表3 可知,菌絲在以尿素為氮源培養(yǎng)基上生長極緩慢,長勢差;酵母粉為氮源培養(yǎng)基上菌絲生長效果最好,因而選擇酵母粉作為最佳氮源。
圖3 供試氮源對灰擬鬼傘菌絲生長的影響
表3 供試氮源培養(yǎng)基上菌絲平均長速及長勢
由表4 可知,培養(yǎng)基pH 5~10 灰擬鬼傘菌絲均可生長,pH 7 菌絲生長最佳。試驗發(fā)現(xiàn):當(dāng)pH 偏酸性時制作固體培養(yǎng)基不易凝固,因此制作培養(yǎng)基時可適當(dāng)提高pH以利于培養(yǎng)基凝固。
圖4 供試pH灰擬鬼傘菌絲生長的影響
表4 不同pH培養(yǎng)基上菌絲平均長速及長勢
由圖5 可見,培養(yǎng)溫度24~37 ℃灰擬鬼傘菌絲均能正常生長,在40 ℃時,生長很緩慢,31 ℃生長最快。24~37 ℃時菌絲生長速度相差不大。
圖5 供試溫度對灰擬鬼傘菌絲生長的影響
由表5 可知,溫度31 ℃菌絲長速最快,長勢最好,所以31 ℃是菌絲最適生長溫度。
表5 供試培養(yǎng)溫度條件菌絲平均長速及長勢
由表6 可知,以蔗糖為碳源、酵母粉為氮源、培養(yǎng)溫度31 ℃、pH9 時,灰擬鬼傘菌絲長速最快,為4.15 mm/d。綜合灰擬鬼傘菌絲長速與長勢可以確定,碳源以蔗糖、氮源以酵母粉(可選擇替換蛋白胨)、溫度31 ℃、pH 9為灰擬鬼傘菌絲體培養(yǎng)的最佳配方及培養(yǎng)條件。
表6 正交試驗結(jié)果
單因素試驗中,以蔗糖為碳源時,灰擬鬼傘菌絲生長迅速且比其他幾種碳源生長更粗壯,更均勻;以酵母粉為氮源時,菌絲潔白粗壯,長勢旺盛;培養(yǎng)溫度24~37 ℃菌絲均可正常生長;培養(yǎng)基pH 為5~10時菌絲均能生長,pH 7時菌絲生長最佳。
正交試驗得出,灰擬鬼傘菌絲體最適培養(yǎng)條件是碳源為蔗糖,氮源可選擇酵母粉或蛋白胨,pH 6~9,培養(yǎng)溫度31~34 ℃,在此條件下灰擬鬼傘菌絲均能生長良好。