高 琳,王守現(xiàn),劉 宇,榮成博,宋慶港,廖燕玲,3,馮巧麗,秦文韜**
(1.吉林農(nóng)業(yè)大學食藥用菌教育部工程研究中心,吉林 長春 130118;2.北京市農(nóng)林科學院植物保護環(huán)境保護研究所北京市食用菌工程技術研究中心農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北都市農(nóng)業(yè)重點實驗室,北京 100097;3.百色學院農(nóng)業(yè)與食品工程學院,廣西 百色 533000)
食用菌兼具食用和藥用價值,現(xiàn)已成為我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的第五大作物,在脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興過程中發(fā)揮了重要作用[1]。近年來,隨著食用菌生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大,食用菌菌種退化嚴重,生產(chǎn)中出菇設施、廠房老舊等問題凸顯,食用菌病害發(fā)生日益嚴重[2]。真菌類雜菌是食用菌生產(chǎn)過程中的重要影響因素,污染普遍發(fā)生于食用菌制種期和發(fā)菌期,嚴重影響食用菌生長發(fā)育,造成其減產(chǎn),現(xiàn)已成為制約食用菌產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要瓶頸[3]。
在食用菌制種期和發(fā)菌期發(fā)生普遍、危害嚴重的真菌類雜菌,主要來源于青霉屬(Penicillium)、木霉屬(Trichoderma)、毛霉屬(Mucor)、鏈孢霉屬(Neurospora)、曲霉屬 (Aspergillus)、根霉屬 (Rhizopus)等[3-5]。這些真菌類雜菌與食用菌菌絲競爭營養(yǎng)和生存空間,進而影響食用菌菌絲在培養(yǎng)料上的正常生長,病害發(fā)生較輕時可導致局部范圍出菇少或形成斑點菇,嚴重時可導致整批菌種或整床培養(yǎng)料報廢,損失嚴重。因此,明確食用菌生產(chǎn)過程中真菌類雜菌的多樣性至關重要[2,6]。
黃傘(Pholiota adiposa) 又稱多脂鱗傘、肥鱗傘、柳黃菇、柳蘑等,隸屬于擔子菌門(Basidiomycota) 傘菌綱 (Agaricomycetes) 傘菌目 (Agaricales)球蓋菇科(Strophariaceae) 鱗傘屬(Pholiota),是一種食藥兼優(yōu)且具有較高商品價值的珍稀食用菌[7]。黃傘色澤鮮艷、肉質(zhì)滑嫩、香味濃郁,含有豐富的粗蛋白、粗多糖、氨基酸、維生素、微量元素及其他營養(yǎng)物質(zhì),且脂肪含量較低,是理想的綠色食品,具有很好的商業(yè)開發(fā)價值[8]。但與其他食用菌相比,黃傘生產(chǎn)過程中更易受雜菌污染,特別是在發(fā)菌期間,菇房不潔凈、濕度大易導致真菌類雜菌污染的發(fā)生。當前,關于導致黃傘栽培菌棒污染的真菌類雜菌多樣性的研究不足,缺乏抗雜性強的黃傘優(yōu)良品種,缺少有效的綜合防控措施。
通過對黃傘栽培生產(chǎn)過程中導致菌棒污染的真菌類雜菌進行分離、純化、鑒定,明確不同黃傘菌株的抗雜性和其污染栽培菌棒上真菌類雜菌的多樣性,以期為黃傘生產(chǎn)過程中真菌類雜菌的防治奠定基礎。
研究收集了課題組前期制作的25株黃傘菌株的污染栽培菌棒。黃傘菌株栽培菌棒的配方為棉籽殼50%、木屑30%、麥麩18%、石灰2%,含水量為67%。
真菌基因組DNA提取采用植物基因組DNA提取試劑盒,天根生化科技(北京)有限公司;瓊脂糖凝膠電泳DNA Marker(1 kb Plus DNA Ladder),天根生化科技(北京)有限公司;PCRMix聚合酶,日本Takara公司;瓊脂糖,美國Life Technologies公司。
DYY-6C型電泳儀,北京六一儀器廠;S1000TM PCR擴增儀、凝膠呈像系統(tǒng),美國Bio-Rad公司產(chǎn)品。
PDA綜合培養(yǎng)基:去皮土豆200 g煮熟取濾液,葡萄糖20 g、瓊脂20 g、磷酸二氫鉀3 g、無水硫酸鎂1.5 g、蛋白胨5 g、維生素B110 mg,去離子水定容至1 L。
1.5.1 不同黃傘菌株栽培菌棒污染情況調(diào)查
課題組前期制作了25株黃傘菌株的栽培菌棒,每個菌株30棒,共計750棒,在黃傘栽培菌棒菌絲生長12 d后檢查污染情況。污染率(P,%)的計算公式為:
P=N/M×100%
式中:N為污染的菌棒數(shù)量(棒);M為該菌株栽培菌棒總數(shù)量(棒)。
1.5.2 不同黃傘菌株污染菌棒上真菌類雜菌的分離與純化
挑選黃傘栽培污染菌棒31棒,使用75%酒精擦拭菌棒表面,用無菌手術刀于污染部位劃開小口,挑取適量真菌類雜菌置于PDA綜合培養(yǎng)基上,置于25℃黑暗培養(yǎng);待菌落長至合適大小時挑取部分菌絲置于新的PDA綜合培養(yǎng)基上,25℃黑暗培養(yǎng),用于后續(xù)的DNA提取及菌株保藏。
1.5.3 不同黃傘菌株污染栽培菌棒上真菌類雜菌的多樣性分析
根據(jù)基因組DNA提取試劑盒說明書提取真菌類雜菌的基因組DNA,并以此作為模板,采用通用引物 ITS4 (5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’) 和ITS5 (5’-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3’) 對ITS序列進行PCR擴增。擴增體系(50 μL):DNA模板2 μL,2×PCR Mix 25 μL,引物(10 μmol·L-1)各 2 μL,ddH2O 19 μL。PCR 反應條件為:95℃預變性 5 min,95℃變性30 s,55℃退火45 s,72℃延伸2 min,35個循環(huán);72℃延伸10 min,4℃終止反應。取PCR產(chǎn)物5 μL經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測后,將合格PCR產(chǎn)物送至北京諾賽公司測序。測序結果在GenBank數(shù)據(jù)庫中進行BLAST比對,相似度高于97%則認為是同一個種[9]。
為明確不同黃傘菌株栽培菌棒的污染情況,評價不同黃傘菌株的抗雜性,各菌株污染率統(tǒng)計見圖1。
圖1 25個黃傘菌株栽培菌棒的污染情況Fig.1 Contamination of the artificial bed-logs of 25 Pholiota adiposa strains
由圖1結果顯示,25個黃傘菌株的栽培菌棒發(fā)生真菌類雜菌污染的情況存在較大差異,說明不同黃傘菌株的抗雜性存在差異,其中菌株JZB2116049栽培菌棒的污染率最高,達93.55%;其次是菌株JZB2116060、PW007、JZB2116056、JZB2116004 的栽培菌棒,污染率為83.33%;菌株JZB2116061和菌株JZB2116016栽培菌棒的污染率最低,說明這兩個菌株抗雜性最強,可在后期黃傘優(yōu)異種質(zhì)資源評價與黃傘的工廠化生產(chǎn)中重點考察。
利用傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)方法對不同黃傘菌株栽培菌棒上的真菌類雜菌進行分離、純化,從25株黃傘菌株的31個污染栽培菌棒中共分離出純培養(yǎng)菌株67株,其形態(tài)學特征和ITS序列信息統(tǒng)計分析結果見表1。
由表1可知,真菌類雜菌中青霉屬的分離比例最高,為41.53%(27株);曲霉屬的分離比例為38.46%(25株);木霉屬的分離比例為12.31%(8株);阿姆斯特丹散囊菌(Eurotium amstelodami)、耐鹽枝孢菌 (Cladosporium halotolerans)、輪枝菌(Lecanicillium sp.)、疣孢籃狀菌(Talaromyces verruculosus) 等各1株~2株。
表1 供試黃傘菌株及其栽培菌棒上分離得到的真菌類雜菌信息Tab.1 Information of the tested Pholiota adiposa strains and their contaminated fungi isolated from the artificial bed-logs of the tested Pholiota adiposa strain
不同黃傘菌株栽培菌棒真菌類雜菌的多樣性分析結果見表2。
由表2可知,不同黃傘菌株污染栽培菌棒上真菌類雜菌的種類存在差異。在眾多真菌類雜菌中,青霉屬造成的黃傘栽培菌棒污染具有普遍性,如桔青霉(P.citrinum) 可污染JZB216030、JZB216011、JZB216016等黃傘菌株,而曲霉屬和木霉屬僅對部分黃傘菌株栽培菌棒的污染率較高,如黃曲霉(A.flavus)對JZB216049菌株的污染率高達93.55%;赭曲霉(A.ochraceus) 對PW007菌株的污染率高達83.33%??闺s性較強的菌株JZB216061和JZB216016均只被桔青霉(P.citrinum)污染。
表2 分離得到的主要真菌類雜菌對不同黃傘菌株栽培菌棒的污染情況Tab.2 Aggressiveness of contaminated fungi isolated to the artificial bed-logs of different Pholiota adiposa strains
從黃傘JZB216003菌株污染栽培菌棒上分離出的真菌類雜菌最多,共分離得到了4種青霉,其株數(shù)與種類均多于其他24個黃傘菌株;污染率較高的4個黃傘菌株(JZB2116060、PW007、JZB2116056、JZB2116004)污染栽培菌棒上分離得到的真菌類雜
菌多為曲霉和木霉,如菌株JZB21160污染菌棒上分離得到的真菌類雜菌來自于2個屬,曲霉屬的A.westerdijkiae、Aspergillus sp.以及籃狀菌屬中的疣孢籃狀菌(T.verruculosus),菌株PW007污染菌棒上分離得到的真菌類雜菌為曲霉屬中的赭曲霉(A.ochraceus)和未鑒定種(Aspergillus sp.),菌株JZB2116056污染菌棒上分離得到的真菌類雜菌為曲霉屬中的聚多曲霉(A.sydowii)和A.westerdijkiae,菌株JZB2116004污染菌棒上分離得到的真菌類雜菌為木霉屬的未鑒定種(Trichoderma sp.)。
不同真菌類雜菌對黃傘菌株栽培菌棒的污染能力存在較大差異。青霉屬中,桔青霉(P.citrinum)在10株不同黃傘菌棒上均能分離得到,短密青霉(P.brevicompactum) 在3株不同黃傘菌棒上分離得到,咖啡青霉(P.coffeae)、草酸青霉(P.oxalicum)和奧爾森青霉(P.olsonii)均只在黃傘菌株JZB2116003的栽培菌棒中分離得到,產(chǎn)黃青霉(P.chrysogenum)只在黃傘菌株JZB2116063的栽培菌棒中分離得到;曲霉屬中,聚多曲霉(A.sydowii)在4株不同黃傘菌棒上分離得到,A.westerdijkiae在3株不同黃傘的栽培菌棒上分離得到,黃曲霉(A.flavus) 在2株不同黃傘菌棒上分離得到,赭曲霉(A.ochraceus) 只在黃傘菌株PW007的栽培菌棒中分離得到、孔曲霉(A.ostianus) 只在黃傘菌株JZB2116046的栽培菌棒中分離得到,爪甲曲霉(A.unguis) 只在黃傘菌株JZB2116036的栽培菌棒中分離得到;木霉屬中,深綠木霉(T.atroviride) 在2株不同黃傘菌株(JZB2116034和JZB2116055) 的栽培菌棒上分離得到,哈茨木霉(T.harzianum) 只在黃傘菌株JZB2116034的栽培菌棒中分離得到。
此外,由于真菌類雜菌形態(tài)復雜,且單基因序列信息存在局限性,部分菌株很難鑒定到種,需要進一步結合多基因序列分析確定其分類地位。
通過傳統(tǒng)分離培養(yǎng)方法研究了不同黃傘菌株污染栽培菌棒上真菌類雜菌的多樣性,結果顯示,發(fā)菌期間發(fā)生普遍、危害嚴重的真菌類雜菌主要有木霉屬、青霉屬及曲霉屬三大類,這與前人研究結果表明食用菌生產(chǎn)上主要的真菌類雜菌包括木霉屬、青霉屬和曲霉屬相吻合[3-4,10-11]。目前已知的能引起食用菌病害的木霉主要有8種[2,12-13]、青霉有13種[14-15]、曲霉有 8 種[2,4-5,16-18];對黃傘菌株污染栽培菌棒上真菌類雜菌的研究結果顯示,能夠污染黃傘栽培菌棒的主要真菌類雜菌有2種木霉、6種青霉、7種曲霉,且不同真菌類雜菌對黃傘菌株栽培菌棒的污染能力存在差異,如桔青霉(P.citrinum) 在黃傘栽培菌棒中污染最普遍,可污染10個不同黃傘菌株的栽培菌棒。因此在真菌類雜菌防控時應考慮雜菌的種類,對癥采取措施,避免延誤防控時機,造成損失。
不同黃傘菌株的抗雜性存在差異,其中菌株JZB216061和菌株JZB216016的抗雜性較強,具有開發(fā)潛力;菌株JZB216003抗雜性最差,分離獲得的真菌類雜菌的株數(shù)與種類最多。青霉屬、曲霉屬和木霉屬是造成黃傘栽培菌棒污染的主要真菌類雜菌,其中青霉污染最為普遍,曲霉和木霉僅對部分黃傘菌株栽培菌棒的污染率很高。不同真菌類雜菌對黃傘菌株栽培菌棒的污染能力存在較大差異。因此,在黃傘栽培過程中,應差異化防控相應的真菌類雜菌,重點防控污染普遍的真菌類雜菌。在本研究中,桔青霉(Penicillum citrinum) 在黃傘栽培菌棒中的污染最普遍,甚至抗雜性較強的菌株JZB216061和菌株JZB216016也被其污染。因此,在栽培過程中應重點防護,但這兩株黃傘的抗雜機制及其與桔青霉的互作機制還有待進一步研究。本文的研究結果將為黃傘安全生產(chǎn)及其栽培菌棒上真菌類雜菌的防控及黃傘的工廠化生產(chǎn)提供理論數(shù)據(jù)。