新疆野生羊肚菌菌絲液體培養條件初探

吳新宇,李格,鄭群,樊新民

(石河子大學農學院園藝系,新疆,832003)

新疆野生羊肚菌菌絲液體培養條件初探

吳新宇,李格,鄭群,樊新民

(石河子大學農學院園藝系,新疆,832003)

以新疆野生黑脈羊肚菌菌株為材料，在實驗室中進行液體培養，對其在培養時的培養方式、最適pH值、光照條件、培養基及其營養物質進行了初步研究。試驗結果表明，在棕色瓶內進行旋轉式搖瓶培養是最佳培養方式，最適pH值為7.5，最適培養基為4，即黃豆芽200 g（煮汁）、蔗糖20 g、玉米粉5 g、水1 000 mL。

黑脈羊肚菌；液體培養；菌絲

黑脈羊肚菌[1]是一種食用兼藥用價值很高的大型真菌,其氨基酸含量為各食用菌之首,具有增強機體免疫力、促進副腎皮激素的分泌、降低膽固醇、預防動脈血管硬化、抗疲勞、抗病毒、抑制肌癌180等諸多作用。由于在食用、藥用等方面的重要價值,羊肚菌深受各國消費者的青睞,國內外市場一直很好[2]。但因生長條件的限制因素諸多,其野生產量極低且不能完全進行人工栽培,故價格十分高昂。

羊肚菌在我國已報道有15種,新疆就占有8個種[3],我區是野生羊肚菌的主要分布區。雖是主要產區,但由于我區特定的環境條件,野生羊肚菌出菇時期集中,市場供應期短,有些極端干旱年份甚至不發生,根本無法滿足市場需求[4]。

全世界范圍內都在進行羊肚菌研究,人們對羊肚菌的人工栽培作了不少探索。國內有關羊肚菌室外栽培和室內栽培的報道很多,四川綿陽食用菌研究所采用基因重組技術培育出新菌種,人工栽培羊肚菌成功,并獲國家專利[5]。但因為羊肚菌人工栽培存在著既要造成原基形成的營養生理先決條件,又要有效地誘導有性過程發生的雙重困難,所以目前尚不能商業化大規模生產[6]。

因為羊肚菌到目前都不能進行大規模人工栽培,所以人們就更側重于羊肚菌菌絲的發酵研究,液體發酵可以進行工業化連續生產,具有規模大、菌絲體產量高、發酵周期短、生產效益高等優點[7]。多年來,科研工作者致力于建立菌絲體生物量的最佳發酵工藝條件的探索,不斷改進羊肚菌菌絲的風味、營養成分和有效成分,已取得了豐碩的成果[8]。

因此,為了加快我區羊肚菌資源的開發與利用,以我區野生羊肚菌為材料,在實驗室中進行液體培養,致力探究其在液體培養中的適宜環境條件,以期為實現羊肚菌半人工栽培、羊肚菌進一步開發利用等提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試菌株為2011年5月于石河子南山采得野生黑脈羊肚菌子實體,通過組織分離獲得純化菌株。

1.2 試驗方法

①羊肚菌最佳培養方式與光照條件的篩選 此試驗為二因素隨機區組試驗,A因素為培養方式, A1為旋轉式搖床培養,A2為水平搖床培養,A3為靜置培養；B因素為光照條件,B1為透明錐形瓶,B2為棕色試劑瓶。即用葡萄糖30 g、磷酸二氫鉀1 g、硫酸鎂0.5 g、硝酸鈉0.9 g、水1 000 mL配制液體培養基[9],分別分裝于透明錐形瓶和棕色試劑瓶內,常規方法滅菌,接入活化菌絲,分別放入旋轉式搖床、水平式搖床中和靜置條件下培養,培養完全(14 d),拿出標號,過濾,烘干,稱質量,記錄數據并進行處理及分析。在數據處理時,將A1、A2、A3與B1、B2所得數據分別匯總在相關處理中進行分析。

②羊肚菌最適pH值的篩選[10]用葡萄糖30 g、磷酸二氫鉀1 g、硫酸鎂0.5 g、硝酸鈉0.9 g、水1 000 mL配制基礎培養基,為了便于觀察分裝于透明錐形瓶內,并分別調pH值到4.5、5.5、6.5、7.5、8.5五個梯度,接種后放入旋轉式搖床培養箱中培養14 d后拿出過濾,烘干,稱質量,記錄數據并分析。

③羊肚菌最佳培養基營養物質的篩選[11]A為培養基1,馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、玉米粉5 g、水1 000 mL。B為培養基2,馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、蛋白胨0.5 g、水1 000 mL。C為培養基3,馬鈴薯200 g、蔗糖20 g、玉米粉5 g、水1 000 mL。D為培養基4,黃豆芽 200 g、蔗糖20 g、玉米粉5 g、水1 000 mL。其余操作步驟同1.2②。

1.3 數據處理

對試驗數據用SPSS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 羊肚菌最佳培養方式與光照條件的篩選

由表1可知,從羊肚菌菌絲液體培養方式[12]的篩選試驗可以明顯看出,旋轉式搖瓶培養方式的菌絲生物產量最大,水平搖瓶培養方式次之,而靜置培養時菌絲的生物產量最低。通過對此因素的方差比較可看出,旋轉式搖瓶培養與其他培養間存在顯著差異,而水平搖瓶培養與靜置培養間無顯著差異。通過標準偏差可看出,靜置培養的菌絲各水平生物產量偏離平均數的距離的平均數最小,即平均數的代表性最強,而旋轉式搖瓶培養方式次之,水平搖瓶培養方式的產量平均數的代表性最弱,則更加充分地說明靜置培養方式為最不適合羊肚菌菌絲在液體環境中生長的培養方式。所以在有條件的情況下建議考慮采取旋轉式搖瓶培養。

在羊肚菌菌絲液體培養的光照條件篩選試驗中,通過平均數及方差的比較可以明顯看出,在接受正常光照的透明錐形瓶內生長的菌絲生物產量低,而用棕色試劑瓶作為培養容器時菌絲的生物產量相對較高。通過對此因素的方差比較分析可看出,用透明錐形瓶作為培養容器與用棕色試劑瓶作為培養容器間差異不顯著。通過標準偏差可看出,用棕色試劑瓶培養的菌絲各水平生物產量平均數的代表性最強,用透明錐形瓶培養的產量平均數的代表性相對較弱,則更加充分地說明用棕色試劑瓶培養的菌絲比用透明錐形瓶培養的菌絲產量高,即在液體培養羊肚菌菌絲時菌絲對光照很敏感,在陰暗潮濕的環境中生長的較好,而在正常光照條件下表現為抑制菌絲生長。

2.2 羊肚菌最適pH值的篩選

由表2可知,在羊肚菌菌絲液體酸堿度[13]的篩選試驗中,通過平均數及方差的比較可以明顯看出,pH值7.5的培養液培養的菌絲生物產量最大, pH值6.5的培養液次之,而pH值4.5的培養液培養出的菌絲的生物產量最低。通過對此因素的方差比較可看出,各酸堿度不同的培養液水平間培養的菌絲產量均無顯著差異。通過標準偏差的比較可看出,pH值4.5的培養液培養的菌絲各水平生物產量平均數的代表性最強,而pH值8.5的培養液次之, pH值7.5的培養液培養的產量平均數的代表性最弱,則更加充分地說明pH值4.5的培養液為最不適合羊肚菌菌絲生長的液體環境的酸堿程度。而在各酸堿度不同的培養液間的菌絲生物產量差異不顯著,所以在有條件的情況下建議將培養液的pH值控制在7.5左右。

2.3 羊肚菌最佳培養基及營養物質的篩選

采用烘干法測得培養好的菌絲所得數據及處理見表3。

由表3可知,在羊肚菌培養基營養物質[14]的篩選試驗中,通過平均數及方差的比較可以明顯看出,D培養的菌絲生物產量最大,C次之,而B培養出的菌絲的生物產量最低。通過方差分析可以看出,D與C、A和B間存在極顯著差異,B與C間差異顯著,C與A間差異不顯著,A與B間差異顯著。通過標準偏差比較可看出,A培養的菌絲各水平生物產量平均數的代表性最強,而C次之,D培養的產量平均數的代表性最弱,則更加充分地說明B為最不適合羊肚菌菌絲生長的營養環境,D中的營養物質為最適合羊肚菌菌絲生長的物質,所以在有條件的情況下建議在液體培養基中加入D所有的營養成分。

表1 不同培養方式所得羊肚菌菌絲干質量

表2 不同pH值條件培養出的菌絲干質量

表3 不同培養基間方差分析

A和B的不同營養成分是玉米粉和蛋白胨,C和D的不同營養成分是馬鈴薯和黃豆芽,A和C的不同營養成分是葡萄糖和蔗糖,將其分別進行比較。

在A與B的比較中,含玉米粉的培養基培養的菌絲產量比含蛋白胨的培養基培養的菌絲產量高,所以可以確定玉米粉比蛋白胨更適合作新疆野生羊肚菌菌絲液體培養基的營養成分。在C與D的比較中,含黃豆芽的培養基培養的菌絲產量比含馬鈴薯的培養基培養的菌絲產量高,所以可以確定黃豆芽比馬鈴薯更適合作新疆野生羊肚菌菌絲液體培養基的營養成分。在A與C的比較中,含蔗糖的培養基培養的菌絲產量比含葡萄糖的培養基培養的菌絲產量高,所以可以確定蔗糖比葡萄糖更適合作新疆野生羊肚菌菌絲液體培養基的營養成分。

綜上所述,最佳的理論培養基成分為黃豆芽200 g、玉米粉5 g、蔗糖20 g、水1 000 mL。

3 結論與討論

在羊肚菌最佳培養方式的篩選試驗中,可選出最佳的菌絲培養方式為旋轉式搖瓶培養,水平搖瓶培養次之,靜置培養則最不適宜其生長,并且對菌絲產量影響較大。在羊肚菌最佳光照條件的篩選試驗中,可選出最適的菌絲生長的培養容器為棕色試劑瓶,而以透明錐形瓶作為培養容器時不適宜其生長,并且對菌絲產量有所影響。所以新疆野生羊肚菌比較適宜在稍弱光的條件下生長,強光抑制其生長發育。通過平均數比較明顯可見旋轉式搖瓶培養與接收自然光照組合培養的菌絲生物產量最高,為最優組合；靜置培養與接收自然光照組合培養的菌絲生物產量最低,為最差組合。所以在生產上如有搖瓶培養箱則無需增加遮光措施,而無搖瓶培養箱時可適當遮光以增加產量。

在羊肚菌菌絲培養液最適酸堿度的篩選試驗中,可選出最適的菌絲培養液為pH值7.5,pH值6.5的培養液次之,而pH值4.5的培養液最不適宜其生長,并且對菌絲產量影響較大。所以新疆野生羊肚菌比較適合在微堿性環境下生長,菌絲液體培養的最適pH值為7.5。

在羊肚菌培養基營養物質的篩選試驗中,可選出最適的營養組分為培養基4中所有成分；培養基3次之；而培養基2為最不適宜其生長,并且對菌絲產量影響較大。培養基4的配方中的營養物質組合能夠較好的滿足羊肚菌菌絲的生長,所得菌絲產量也最高。即黃豆芽200 g、玉米粉5 g、蔗糖20 g、水1 000 mL。

通過此次試驗,我們明確了黑脈羊肚菌菌絲液體培養的基本條件,在棕色瓶內進行旋轉式搖瓶培養是最佳培養方式,最適pH值為7.5,最適培養基為培養基4,即黃豆芽 200 g(煮汁)、蔗糖20 g、玉米粉 5 g、水1 000 mL。但是這些因素的組合效應如何,還需進一步探究比較。

本試驗以我區野生黑脈羊肚菌為材料,在實驗室中進行液體培養,探明了其在液體培養中適宜環境條件,以便進一步對其馴化栽培和開發利用做好基礎工作。有利于建立菌絲體生物量的最佳發酵工藝條件,實現自控分批生產,改進羊肚菌菌絲的風味,提高其營養成分和醫療保健價值,還大大增加了菌絲培養的生物產量[15]。同時,本試驗的研究結果可為實現羊肚菌半人工栽培、羊肚菌進一步開發利用等提供科學依據,加快了我區羊肚菌資源的開發與利用。

[1]陳芝蘭,張涪平.黑脈羊肚菌菌絲的生物學特性[J].食用菌,2004(6):6-7.

[2]萬春艷.羊肚菌的藥用研究近況[J].中國林副特產,2008 (4):91-92.

[3]朱林,程顯好,田吉騰.羊肚菌的研究進展[J].安徽農業科學,2008,36(10):4 054-4 057.

[4]王純利,努爾古麗.新疆羊肚菌研究開發進展及其前景[J].新疆農業科技,2004(4):39.

[5]朱斗錫.羊肚菌人工栽培研究進展[J].中國食用菌,2008, 27(4):3-5.

[6]沙業雄.羊肚菌的研究進展[J].食用菌,1990,12(4):6-8.

[7]李燁,溫魯.羊肚菌的研究與開發[J].中國食用菌,2004,23 (1):6-7,10.

[8]翟強.羊肚菌研究進展[J].安徽農業科學,2006,36(24): 6 527,6 529.

[9]張松.羊肚菌液體菌種培養配方的研究[J].食用菌,1996 (3):15.

[10]陳易飛,郭益紅.溫度、pH對羊肚菌菌絲體生長的影響[J].蘇南科技開發,2007(8):28-29.

[11]王廣耀,蔣曉成,程喆.羊肚菌菌種分離及母種培養基的篩選[J].北方園藝,2009(9):211-212.

[12]熊春菊,趙琪,徐中志,等.尖頂羊肚菌菌絲培養研究[J].現代農業科技,2009(8):13-14.

[13]范貴增,楊一兵,寧超美,等.液體發酵生產食用菌菌絲體條件的研究[J].食品與發酵工業,1993(1):43-50.

[14]黃冕,張松.尖頂羊肚菌母種培養基的篩選[J].食用菌, 2007,29(6):32.

[15]謝占玲,謝占青.羊肚菌研究綜述[J].青海大學學報:自然科學版,2007,25(2):36-40.

Study on Liquid Culture Conditions for Mycelium of Xinjiang Peck

Taking the strain of Xinjiang Peck as material,we primary studied its optimum liquid culture conditions,including suitable culture way,pH value,light condition,medium component and so on.The results showed that,the biological yield of mycelium was highest while the strain was cultured in rotary brown shake flask,and the most suitable pH value was 7.5.Medium 4,with 200 g soybean sprouts(boiled to juice),20 g sucrose,5 g corn flour and 1 000 mL sterilized water,was optimum for the mycelium growth of Xinjiang Peck.

Peck;Liquid culture;Mycelium

S646.9

:A

:1001-3547(2013)16-0071-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.16.023

吳新宇（1991-），女，在讀本科，主要從事食用菌生理方面的研究，E-mail：44063230@qq.com

鄭群（1968-），通信作者，男，博士，副教授，從事蔬菜生理生態研究，E-mail：zq1508@sina.com

2013-06-15