王翠堅(jiān) 王雪儒 韋少尚 歐小云 陳艷露 劉 斌
(廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院/食用菌研究所,廣西南寧530004)
植物化感作用的概念由德國科學(xué)家Molisch(1937)首次提出,認(rèn)為植物(含微生物)之間存在著生物化學(xué)物質(zhì)的相互作用[1],是自然界普遍存在的一種重要的化學(xué)生態(tài)防御機(jī)制。1970 年代中期,Rice等對(duì)Molisch的化感作用概念進(jìn)行了修訂,認(rèn)為植物或微生物通過釋放化感物質(zhì)到環(huán)境中,對(duì)其他植物或微生物產(chǎn)生影響,即植物或微生物的代謝產(chǎn)物對(duì)環(huán)境中其他植物或微生物所產(chǎn)生的有利或不利的作用[2]。這些物質(zhì)可以通過自然揮發(fā)、根系分泌、雨霧淋溶以及植株腐解4 種方式進(jìn)入環(huán)境[3],主要通過干擾受體植物光合作用、呼吸作用、氧化-還原反應(yīng)、破壞其生物膜的滲透性和影響根系對(duì)礦物質(zhì)的吸收等途徑影響受體生長[4]。
立體栽培(Stereo-cultivation)是根據(jù)不同作物的生長特點(diǎn)和資源條件,巧妙地利用時(shí)差,通過間、套、混、復(fù)種等方式合理組配,形成多層次、多功能的立體生產(chǎn)結(jié)構(gòu),以提高時(shí)空、光能和地力等資源的利用率[5]。菌菜套作是立體栽培模式的一種,根據(jù)兩類作物趨同的生長條件,利用光、氣互補(bǔ)條件進(jìn)行間套混種,能夠提高各項(xiàng)資源的利用率。
研究食用菌與蔬菜間的化感作用,合理利用他們相互間的協(xié)調(diào)作用,科學(xué)搭配品種,將異養(yǎng)型食用菌與自養(yǎng)型蔬菜栽培相結(jié)合,使特性不同的菌、菜做到優(yōu)勢互補(bǔ)、劣勢互抵、互相促進(jìn)生長結(jié)實(shí),從而提高單位設(shè)施面積的產(chǎn)值,提高產(chǎn)品品質(zhì)[6]。試驗(yàn)探討了小白菜的幼苗揮發(fā)物質(zhì)、根系分泌物、莖葉水提物對(duì)四種食用菌菌絲生長的化感作用,為食用菌與蔬菜套作、間作等立體栽培模式提供理論依據(jù)。
小白菜種子,購于南寧市科園大道農(nóng)資市場;新鮮小白菜購于南寧市熱作所菜市場;平菇(Pleurotus ostreatus)、香菇(Lentinula edodes)、茶樹菇(Agrocybe cylindracea)、卵孢小奧德蘑(Oudemansiella raphanipies)(商品名為黑皮雞)菌株,均由廣西大學(xué)食用菌研究所提供。
供試PDA 培養(yǎng)基:馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,瓊脂 20 g,水 1 L,pH 自然。1/2PDA 培養(yǎng)基:PDA 培養(yǎng)基中的馬鈴薯為100 g,葡萄糖10 g,其他成分不變。
1.2.1 小白菜種子消毒
參照文獻(xiàn)[7]的方法有所改進(jìn)。挑選顆粒飽滿、大小均一的小白菜種子,將其用75%酒精消毒30 s,無菌水沖洗3~5次后,再用經(jīng)細(xì)菌過濾器過濾的5%次氯酸鈉溶液浸泡20 min,之后用無菌水沖洗5 次,最后用無菌水浸泡過夜預(yù)發(fā)芽。
1.2.2 小白菜莖葉水提物的制備
稱取去除根部的新鮮小白菜500 g,清洗、烘干,粉碎后過篩(篩孔徑為0.425 mm)。稱取5 g 樣品于45.0 mL 蒸餾水中攪拌過夜,然后3 500 r/min 離心5 min,上清液相當(dāng)于質(zhì)量濃度0.1 g/mL 的小白菜莖葉水提物,置于4 ℃冰箱備用。
1.2.3 小白菜莖葉水提物培養(yǎng)基的制備
小白菜莖葉水提物培養(yǎng)基:按常規(guī)方法配制PDA,培養(yǎng)基滅菌前分別按體積分?jǐn)?shù)0.4%、0.04%、0.004%加入莖葉水提物,攪拌均勻后裝入三角瓶,115 ℃滅菌20 min,待溫度降到約50 ℃后倒平板備用[8]。
1.2.4 小白菜對(duì)四種食用菌菌絲生長的影響
小白菜幼苗揮發(fā)物對(duì)食用菌菌絲生長的影響:將1/2PDA 平板劃分為4 小格,其中3 格分別接入經(jīng)表面消毒的小白菜種子各1 粒,剩下1 格接入直徑6 mm 的供試食用菌菌餅,不放小白菜種子平板為空白對(duì)照,25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù),用十字交叉法定期測量菌落直徑。
小白菜根系分泌物對(duì)食用菌菌絲生長的影響:在1/2 PDA 平板上放入無菌小白菜種子6粒,12 d后取出小白菜種苗,回收培養(yǎng)基,于121 ℃條件滅菌15 min,重新制作培養(yǎng)基平板,并接種直徑6 mm 供試4 種食用菌菌餅(無根系分泌物的空白組作對(duì)照)。每個(gè)處理設(shè)3 個(gè)重復(fù)。用十字交叉法每隔1 d測量菌落直徑,直到菌絲長滿培養(yǎng)皿。
小白菜莖葉水提物對(duì)食用菌菌絲生長的影響:在體積分?jǐn)?shù)為0.4%、0.04%、0.004%的三種水提物的培養(yǎng)基上分別接入直徑6 mm的供試食用菌菌餅。每個(gè)處理設(shè)3 個(gè)重復(fù),無水提物的空白組作對(duì)照。用十字交叉法測量菌落直徑。
1.2.5 化感效應(yīng)指數(shù)計(jì)算
化感效應(yīng)指數(shù)(RI)公式:RI=T/C-1,式中C為對(duì)照值(CK);T為處理值。當(dāng)RI>0 為促進(jìn)作用,RI<0為抑制作用,絕對(duì)值大小表示化感作用強(qiáng)弱[9-10]。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,多重比較分析各處理間的差異顯著性(P<0.05)和差異極顯著性(P<0.01),用Microsoft Excel 2016制表和繪圖。
小白菜幼苗揮發(fā)物對(duì)供試四種食用菌菌絲的影響如圖1 和圖2。小白菜幼苗揮發(fā)物對(duì)供試的四種食用菌菌絲生長均無顯著影響。
圖1 供試食用菌菌絲在含小白菜幼苗揮發(fā)物培養(yǎng)基上的生長狀態(tài)(培養(yǎng)4 d)
圖2 小白菜幼苗揮發(fā)物對(duì)四種食用菌菌絲生長的影響(培養(yǎng)前5 d)
菌絲培養(yǎng)至第3 天時(shí),小白菜根系分泌物對(duì)茶樹菇菌絲開始產(chǎn)生化感抑制作用,培養(yǎng)至第5天時(shí),根系分泌物開始對(duì)香菇菌絲產(chǎn)生化感促進(jìn)作用,對(duì)黑皮雞、平菇開始產(chǎn)生化感抑制作用(圖3~圖7)。由圖8 可知,供試的四種食用菌的化感效應(yīng)指數(shù)都是在第5 天時(shí)達(dá)最大值,即無論是對(duì)香菇的促進(jìn)作用還是對(duì)黑皮雞、平菇的抑制作用均達(dá)最大,化感作用最強(qiáng),隨后逐漸減弱。
圖3 供試食用菌菌絲在含小白菜根系分泌物的培養(yǎng)基上培養(yǎng)5 d后狀態(tài)
圖4 小白菜根系分泌物對(duì)香菇菌絲生長的影響
圖5 小白菜根系分泌物對(duì)茶樹菇菌絲生長的影響
圖6 小白菜根系分泌物對(duì)黑皮雞菌絲生長的影響
圖7 小白菜根系分泌物對(duì)平菇菌絲生長的影響
由表1 可知,小白菜莖葉水提物體積分?jǐn)?shù)為0.4%時(shí)對(duì)香菇菌絲生長有促進(jìn)作用,體積分?jǐn)?shù)為0.04%、0.004%時(shí)對(duì)香菇菌絲生長無顯著化感作用。供試的3種體積分?jǐn)?shù)的小白菜莖葉水提物對(duì)黑皮雞、茶樹菇菌絲生長均產(chǎn)生顯著促進(jìn)作用。體積分?jǐn)?shù)為0.04%、0.4%的小白菜莖葉水提物對(duì)平菇菌絲生長均產(chǎn)生促進(jìn)作用。體積分?jǐn)?shù)為0.004%的小白菜莖葉水提物對(duì)平菇菌絲生長無化感作用。
圖8 不同培養(yǎng)時(shí)間段小白菜對(duì)供試食用菌菌絲生長的化感效應(yīng)
由圖9 可知,小白菜莖葉水提物體積分?jǐn)?shù)0.004%~0.4%時(shí),化感效應(yīng)指數(shù)均為正值,說明小白菜水提物對(duì)香菇、平菇、茶樹菇、黑皮雞的化感作用為促進(jìn)作用;體積分?jǐn)?shù)為0.4%時(shí),化感作用由強(qiáng)到弱依次為黑皮雞、茶樹菇、平菇、香菇。
圖9 小白菜莖葉水提物對(duì)供試食用菌的化感效應(yīng)
試驗(yàn)結(jié)果可為菌菜間作、套種提供一定的參考;為進(jìn)一步研究小白菜根系分泌物與莖葉部位產(chǎn)生的具體化感物質(zhì)及其對(duì)食藥用菌菌絲和子實(shí)體營養(yǎng)成分的影響研究有一定的指導(dǎo)意義。