李巖龍
(1.甘肅省白龍江林業(yè)管理局林業(yè)科學(xué)研究所,甘肅 隴南 746010;2.甘肅白龍江森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站,甘肅 舟曲 746300)
羊肚菌為子囊菌亞門盤菌綱羊肚菌科羊肚菌屬真菌的總稱[1],主要分布于北半球,是世界上最受歡迎的食用菌之一,在我國主要分布在云南、四川、陜西、甘肅、青海、西藏、新疆、山西、內(nèi)蒙古、遼寧等地,因菌蓋部分凹凸成蜂窩狀,形狀酷似翻開的羊肚(胃)而得名。羊肚菌不僅營養(yǎng)豐富,味美可口,而且是一種重要的藥用真菌,主治精腎虧損,對頭暈失眠、腸胃炎癥等有良好的治療作用[2],但價格昂貴,而野生資源又遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要,羊肚菌的人工馴化栽培一直是羊肚菌研究的熱點(diǎn)之一。為了篩選適合當(dāng)?shù)氐脑耘喾N,我們引進(jìn)了梯棱羊肚菌Morchella importuna 菌株,研究培養(yǎng)基、培養(yǎng)溫度、酸堿度、碳源和氮源等條件要求,旨在為羊肚菌的人工種植提供科學(xué)依據(jù)。
供試菌種梯楞羊肚菌M6613 菌株由中國科學(xué)院昆明植物所提供。
試驗(yàn)共采用7 種培養(yǎng)基,除培養(yǎng)基I 為PDA培養(yǎng)基外,其他6 種均為復(fù)合培養(yǎng)基。
PDA 培養(yǎng)基(I):馬鈴薯200 g 洗凈去皮切成小塊,加水煮爛,用八層紗布過濾取過濾液(下同);過濾液,葡萄糖20 g,瓊脂15 g,加熱攪拌混勻,稍冷卻后加蒸餾水至1 000 ml,pH 值6.5,分裝試管或者錐形瓶,加塞、包扎,121 ℃滅菌20 min(下同);
PDA 麩皮培養(yǎng)基(II):馬鈴薯過濾液,葡萄糖20 g,瓊脂15 g,麩皮浸泡液60 ml,加熱攪拌混勻,稍冷卻后加蒸餾水至1 000 ml,pH 值6.5;
PDA 玉米培養(yǎng)基(III):馬鈴薯過濾液,葡萄糖20 g,瓊脂15 g,玉米粉浸泡液60 ml,加熱攪拌混勻,稍冷卻后加蒸餾水至1 000 ml,pH 值6.5;
PDA 土壤培養(yǎng)基(IV):馬鈴薯過濾液,葡萄糖20 g,瓊脂15 g,土壤浸泡液60 ml,加熱攪拌混勻,稍冷卻后加蒸餾水至1 000 ml,pH 值6.5;
PDA 綜合培養(yǎng)基(V):馬鈴薯過濾液,葡萄糖20 g,KH2PO43 g,MgSO4·7H2O 1g,VB150 μg,瓊脂15 g,加熱攪拌混勻,稍冷卻后加蒸餾水至1 000 ml,pH 值6.5;
MYG 培養(yǎng)基(VI):麥芽浸膏5 g,酵母膏4 g,葡萄糖10 g,淀粉15 g,KH2PO41 g,MgSO4·7H2O 0.5 g,瓊脂15 g,加熱攪拌混勻,稍冷卻后加蒸餾水至1 000 ml,pH 值6.5;
基礎(chǔ)培養(yǎng)基(VII):葡萄糖12 g,KNO31.85 g,KH2PO40.5 g,MgSO4·7H2O 0.5 g,CaCl20.1 g,F(xiàn)eCl30.01 g,VB1 100 μg,瓊脂20 g,加熱攪拌混勻,稍冷卻后加蒸餾水至1 000 ml,pH 值6.5。
將活化后的菌株的純培養(yǎng)物分別接種于PDA平板中央,于20±1 ℃恒溫條件下暗培養(yǎng)2~3 d,當(dāng)菌絲生長至培養(yǎng)皿邊緣時進(jìn)行接種。
采用平板培養(yǎng)法,通過測定不同培養(yǎng)條件下培養(yǎng)基中菌絲的生長速度、菌絲生長勢和菌核情況來考察供試條件對菌絲和菌核生長的影響。試驗(yàn)均采用9 cm 培養(yǎng)皿,培養(yǎng)基用量為每皿20 ml,培養(yǎng)皿中央定量接種8 mm 的菌餅1 塊,在(20±1)℃,相對濕度70%~75%下暗培養(yǎng),試驗(yàn)均設(shè)置5個重復(fù)。采用劃線法每隔8 h 測1 次菌落直徑,共培養(yǎng)2~3 d,計算菌絲生長速率。
溫度:選用PDA 培養(yǎng)基,將菌種塊接種于PDA 培養(yǎng)基平板中央,然后分別放置于5、10、15、20、25、30、35 ℃等7個不同溫度處理下恒溫培養(yǎng),每隔8 h 觀測1 次,記錄菌絲生長速度、生長勢和菌核情況。
酸堿度試驗(yàn):配制PDA 培養(yǎng)基并滅菌,在無菌條件下用滅菌的0.2 mol/L 的NaOH 溶液和0.2 mol/L 的HCl 溶液調(diào)節(jié)的酸堿度,試驗(yàn)設(shè)置pH 值5.0、5.5、6.0,6.5、7.0、7.5、8.0 等7 個酸堿度處理。
碳源試驗(yàn):以基礎(chǔ)培養(yǎng)基中12 g 葡萄糖的含碳量為標(biāo)準(zhǔn),分別以相等含碳量的蔗糖(10.4 g),麥芽糖(10.9 g),可溶性淀粉(9.8 g),甘油(8.4 g),甘露醇(11.0 g),代替基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的葡萄糖;氮源試驗(yàn):以基礎(chǔ)培養(yǎng)基中1.85 g KNO3的含氮量為標(biāo)準(zhǔn),分別以相等含氮量的尿素(1.53 g),蛋白胨(5.71 g),(NH4)2SO4(3.37 g),NH4NO3(2.04 g),NaNO4(4.34 g)代替基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的KNO3,其他成分同基礎(chǔ)培養(yǎng)基。
供試菌株在各種復(fù)合培養(yǎng)基上均能生長并產(chǎn)生菌核,其中,菌絲在PDA 綜合培養(yǎng)基上生長速度最快,生長速度達(dá)到15.69 mm/d,生長勢也很好,其次是PDA 土壤培養(yǎng)基,生長速度為14.47 mm/d,其他幾種復(fù)合培養(yǎng)基上菌絲生長速度相差不大,均在13.22~13.99 mm/d 之間;最適合菌核形成的培養(yǎng)基是PDA 麩皮培養(yǎng)基。
表1 不同培養(yǎng)基對生長的影響
不同溫度對菌株菌絲的生長速度、生長勢及產(chǎn)核等有著明顯的影響(表2)。菌絲在5~30 ℃下均能生長,35 ℃時菌絲生長被抑制,菌核在5~25 ℃的溫度范圍內(nèi)就能形成,30 ℃和35 ℃時供試菌株不形成菌核,25 ℃時形成菌核的數(shù)量明顯少于5 ℃和10 ℃,表明菌核形成的溫度范圍窄于菌絲生長的溫度范圍,相對于菌絲生長,低溫更有利于菌核的形成;在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi),20 ℃時菌絲生長的速度最快,長勢最好,形成的菌核也最多,因此,20 ℃是供試菌株菌絲生長和菌核形成的最適溫度。
表2 不同溫度對菌株生長菌株生長和菌核形成的影響
在pH 值5~8 的條件下,供試羊肚菌的菌絲均可生長,生長速度隨酸堿度的變化呈單峰狀,峰值出現(xiàn)在pH 值6.5,即pH 值6.5 是該菌種菌絲生長的最適酸堿度;菌絲生長速度、生長勢和菌核形成的數(shù)量在pH 值6~7 范圍內(nèi)明顯好于其他pH 值,說明該菌株適宜在弱酸性的環(huán)境中生長。
表3 不同PH 值對菌株生長和菌核形成的影響
菌絲在不同碳源培養(yǎng)基上均能生長,且都能產(chǎn)生菌核,其中,在氮源為蔗糖和葡萄糖的培養(yǎng)基生長速度最快,分別為13.29 mm/d 和13.14 mm/d,生長勢也最好,形成菌核較多,氮源為甘露醇時菌絲生長緩慢且長勢較差(表4),表明該菌株菌絲生長和菌核形成的最適氮源是蔗糖和葡萄糖,菌株對甘露醇利用效果較差。
表4 不同碳源對菌株生長和菌核形成的影響
供試菌株能利用多種氮源,但不同氮源對菌絲生長和菌核的形成影響很大,菌絲在KNO3和NaNO3為氮源的培養(yǎng)基上生長速度最快,KNO3為氮源時的菌絲生長勢明顯好于NaNO3,尿素為氮源的培養(yǎng)基中菌絲生長最慢,(NH4)2SO4和NH4NO3等銨鹽為氮源時菌絲生長緩慢,說明菌絲生長的最適的氮源是KNO3,尿素對菌絲生長有抑制作用,銨鹽對菌絲生長也有一定的影響,該菌株不能很好地利用銨鹽;菌核在以KNO3和蛋白胨為氮源是形成的最多,以(NH4)2SO4和NH4NO3等銨鹽為氮源不形成菌核。
表5 不同氮源對菌株生長和菌核形成的影響
7 種復(fù)合培養(yǎng)基中梯棱羊肚菌M6613 菌株的菌絲均能正常生長且都能形成菌核,最適菌絲生長的復(fù)合培養(yǎng)基為PDA 綜合培養(yǎng)基和PDA 土壤培養(yǎng)基,最適菌核形成的復(fù)合培養(yǎng)基為PDA 麩皮培養(yǎng)基;M6613 菌株菌絲生長和菌核形成的最適溫度20 ℃,最適酸堿度為pH 值6.5;最適菌絲生長和菌核形成的碳源為蔗糖和葡萄糖,尿素對菌絲的生長有抑制作用,(NH4)2SO4和NaNO4等銨鹽存在時,菌絲生長緩慢;最適菌絲生長的氮源為KNO3,最適菌核形成的氮源為KNO3和蛋白胨,氮源為(NH4)2SO4和NaNO3等銨鹽時,不形成菌核。
供試菌株在5~20 ℃的溫度范圍內(nèi),隨著溫度的上升,菌絲生長勢越來越好,長速越來越快,溫度超過20 ℃時,隨著溫度上升,菌絲生長減慢,35 ℃時,菌絲停止生長,20 ℃是菌絲生長的最適溫度,這和陳芳草等[3]和朱斗錫等[4]結(jié)果大致相同,與秦曉波等[5],薛迎迎等[6](最適溫度為25 ℃)和江潔等[7](最適溫度為28 ℃)結(jié)果不一致。大致來說,18~25 ℃是比較適宜的菌絲生長溫度,低于2 ℃或高于34.5 ℃,菌絲生長受到抑制[8]。供試菌株在15~20 ℃是容易形成菌核,且形成菌核的數(shù)量最多,與劉興蓉等[9]研究結(jié)果一致,與謝方等[10](最適溫度為20~30 ℃)的結(jié)論不符,可能與選用的中溫菌株有關(guān)。溫度是影響羊肚菌菌絲生長的主導(dǎo)因素[11],不同研究者在不同的羊肚菌菌種或菌株試驗(yàn)中得出適宜溫度并不相同,可能是不同菌種或菌株對溫度的耐受性不同,也可能是在長期進(jìn)化過程中對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的適應(yīng)[10]。
碳源和氮源對羊肚菌菌絲生長和菌核的形成有重要的作用[12],本實(shí)驗(yàn)中蔗糖、葡萄糖是最適合菌絲生長的碳源,與大多是研究結(jié)論一致[8,13],KNO3和NaNO3是較好的氮源,但是銨鹽對菌絲生長有影響,生長速度明顯降低,抑制菌核形成,尿素對生長的作用很差,這與董雪[14]硝酸KNO3和NaNO3是羊肚菌生長較好氮源,尿素、(NH4)2SO4和NH4NO3作用效果較差的結(jié)論一致,也和李青[15]尿素作用效果差和朱永真等[16]認(rèn)為羊肚菌對銨根離子利用效果差的結(jié)論一致,但與刁治明等[17]和任佳梅等[18]研究結(jié)果不同,他們認(rèn)為尿素是羊肚菌菌絲生長的最優(yōu)氮源,各個研究者在最佳氮源和碳源的研究中得出的結(jié)論差異很大,可能與羊肚菌不同種類及其菌株對營養(yǎng)的利用不用,也可能與羊肚菌的產(chǎn)地有關(guān),不同的生長環(huán)境導(dǎo)致其對營養(yǎng)的利用不同[15]。
羊肚菌不同菌株的生物學(xué)特性差異較很大[10,19],這種差異是不同菌種或菌種本身遺傳多樣性所致,還是種類或菌株對不同生長環(huán)境的適應(yīng),還需進(jìn)一步研究確定,從而為培育羊肚菌人工栽培的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的菌種提供依據(jù)。