香菇子實體生長發(fā)育過程中形態(tài)特征與生理特性研究

王東明

摘要：對香菇子實體生長發(fā)育過程中的形態(tài)特征與生理特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，在香菇子實體生長發(fā)育過程中，轉(zhuǎn)色前的菌絲疏松，而菌膜、菇蕾的菌絲相對比較致密。菌膜、菇蕾中的還原糖、可溶性總糖、可溶性蛋白及蛋白質(zhì)含量高，而幼菇、成熟菇、退化菇蕾中的還原糖、可溶性總糖、可溶性蛋白及蛋白質(zhì)含量相對較低。隨著子實體的生長，還原糖、總糖、可溶性蛋白及蛋白質(zhì)含量逐漸下降，糖分供應(yīng)量減少、蛋白質(zhì)含量降低、代謝活性下降可能是造成菇蕾退化的原因。退化菇蕾的總抗氧化能力降低、丙二醛含量高、膜損傷程度加大是菇蕾退化的生理表現(xiàn)，也可能是菇蕾退化的原因。

關(guān)鍵詞：香菇；子實體；形態(tài)；生理

中圖分類號：Ｓ６４６．１＋２：Ｑ９４４－３３；Ｑ９４５．１６文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０12）04－0734-03

香菇［Ｌｅｎｔｉｎｕｓ ｅｄｏｄｏｓ（Ｂｅｒｋ．）Ｓｉｎｇ．］又名香覃、冬菇、香菌，屬于真菌門（Ｅｕｍｙｃｏｔａ）擔(dān)子菌亞門（Ｂａｓｉｄｉｏｍｙｃｏｔｉｎａ）傘菌目（Ａｇａｒｉｃａｌｅｓ）口蘑科（Ｔｒｉｃｈｏｌｏｍａｔａｃｅａｅ）香菇屬（Ｌｅｎｔｉｎｕｓ Ｆｒ．），是世界上最著名的食用菌之一，世界上主要以中國、日本、朝鮮、越南等國的香菇生產(chǎn)量較大。香菇肉質(zhì)肥厚細(xì)嫩、味道鮮美、香氣獨(dú)特、營養(yǎng)豐富，并具有一定的藥用價值，是不可多得的保健食品，也是中國山區(qū)傳統(tǒng)的土特產(chǎn)品和出口商品。香菇生產(chǎn)周期短、投入少、售價高，可取得較高的經(jīng)濟(jì)效益［１］。香菇子實體的形成需要特定的環(huán)境條件，這些環(huán)境條件通過影響香菇的生理功能而發(fā)生作用，香菇應(yīng)答環(huán)境因子或營養(yǎng)因子變化的機(jī)理以及這種應(yīng)答如何受遺傳物質(zhì)的控制，將是香菇發(fā)育生理研究的一個重要方向［２］。試驗從生長代謝及形態(tài)學(xué)角度研究了香菇子實體生長發(fā)育過程中形態(tài)特征及生理特性的變化，以期為香菇子實體發(fā)生、發(fā)育的生化機(jī)制研究提供一定的參考。

１材料與方法

１．１材料

試驗所用香菇品種為８６８；儀器主要有ＫＤ－ＶＩ電腦速凍石蠟切片機(jī)（金華科迪儀器設(shè)備有限公司）、Ｎ－１８０Ｍ雙目生物顯微鏡（寧波永新光學(xué)股份有限公司）、７２３型分光光度計（上海分析儀器廠）、Ｇｅｒｈａｒｄｔ凱氏定氮儀（德國生產(chǎn)）。試劑主要有實驗室已具備的分析純３，５－二硝基水楊酸、考馬斯亮藍(lán)Ｇ－２５０、磺基水楊酸，丙二醛（Ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ，ＭＤＡ）、總抗氧化能力（Ｔｏｔａｌ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｃａｐａｃｉｔｙ， Ｔ－ＡＯＣ）試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。

１．２方法

１．２．１香菇培養(yǎng)基配方香菇培養(yǎng)基配方由木屑７６．０％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、麩皮２０．０％、石膏１．５％、過磷酸鈣１．５％、蔗糖１．０％組成。

１．２．２香菇栽培過程香菇栽培全程由拌料、裝袋、滅菌、接種、發(fā)菌、脫袋與堆排、轉(zhuǎn)色、催蕾等環(huán)節(jié)構(gòu)成。

１．２．３香菇子實體形態(tài)觀察在轉(zhuǎn)色前后，用肉眼觀察香菇菌膜的顏色、疏松度及子實體形態(tài)變化。顯微觀察取菌膜、菇蕾、幼菇、成熟菇、退化菇蕾等樣品，切成約１.0 ｃｍ長、０．５ ｃｍ寬、０．２ ｃｍ厚的小塊，工作臺溫度－３５ ℃，環(huán)境溫度－５ ℃，將小塊置于冷臺上切片，切片厚度１０ μｍ，在生物顯微鏡下放大４００倍進(jìn)行顯微觀察。

１．２．４生理指標(biāo)測定取香菇菌膜、菇蕾、幼菇、成熟菇、退化菇蕾等樣品，測定各樣品的ＭＤＡ、還原糖、可溶性總糖、可溶性蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)含量及Ｔ－ＡＯＣ。ＭＤＡ含量及Ｔ－ＡＯＣ用ＭＤＡ、Ｔ－ＡＯＣ試劑盒進(jìn)行測定；可溶性總糖、還原糖含量采用３，５－二硝基水楊酸法［３］測定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法［３］測定；蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法［３］測定。

２結(jié)果與分析

２．１香菇子實體生長發(fā)育過程的形態(tài)觀察

香菇菌筒堆排后不久，菌筒表面形成了一層濃白色的絨毛狀菌絲，由此開始每天通風(fēng)１～２次，促使菌絲逐漸倒伏形成一層菌絲致密的菌膜。菌膜由白色略轉(zhuǎn)為粉紅色，逐步變成棕褐色，最后在菌筒表面形成棕褐色樹皮狀的菌被，即轉(zhuǎn)色，也就是“人造樹皮”的形成。脫袋轉(zhuǎn)色后的菌筒，菌絲體就會互相交織扭結(jié)，逐漸膨大，形成子實體原基，并從裂紋中露出，發(fā)育成菇蕾，菇蕾質(zhì)地較硬，進(jìn)一步發(fā)育為幼菇、成熟菇。但有一部分菇蕾會產(chǎn)生退化，質(zhì)地變軟。顯微觀察顯示（圖１），轉(zhuǎn)色前菌絲疏松，菌膜轉(zhuǎn)變?yōu)楹稚臉淦罹缓?，菌絲形態(tài)消失。菇蕾的菌絲致密，而退化菇蕾和成熟菇的菌絲致密度大大降低。

２．２香菇子實體生長發(fā)育過程中還原糖、可溶性總糖含量變化

香菇子實體在分化過程中產(chǎn)生胞外降解酶［４］，可降解培養(yǎng)料中的大分子有機(jī)物質(zhì)為簡單的小分子物質(zhì)，從而加以吸收利用。通過測定香菇子實體分化過程中還原糖、可溶性總糖的含量，可以在一定程度上了解香菇的營養(yǎng)供給水平。香菇子實體生長發(fā)育過程中還原糖、可溶性總糖含量的測定結(jié)果見圖２，從圖２可見，菌膜、菇蕾的還原糖含量高，這與菌膜、菇蕾的相對吸收面積大有一定的關(guān)系。子實體生長發(fā)育過程中需要消耗掉大量的糖分，所以幼菇、成熟菇的還原糖含量低，可利用糖分積累少。而退化菇蕾的還原糖含量低可能是菇蕾退化的原因之一。

２．３香菇子實體生長發(fā)育過程中可溶性蛋白、蛋白質(zhì)含量變化

可溶性蛋白大多數(shù)是以各種酶的身份參與生化過程，測其含量是了解香菇總代謝水平的一個重要指標(biāo)［５］。香菇子實體生長發(fā)育過程中可溶性蛋白、蛋白質(zhì)含量的測定結(jié)果見圖３，從圖３可見，菌膜、菇蕾、幼菇、成熟菇的可溶性蛋白逐步降低，說明隨著子實體生長發(fā)育的進(jìn)程，代謝速率在降低。退化菇蕾與正常菇蕾相比，可溶性蛋白含量較低，說明退化菇蕾代謝活性也低。蛋白質(zhì)是食用菌的主要營養(yǎng)成分，也是決定食用菌色、香、味的重要因素，隨著子實體的生長，蛋白質(zhì)含量降低，說明其他物質(zhì)積累速率大于蛋白質(zhì)。退化菇蕾蛋白質(zhì)含量最低，可能與氨基酸吸收量減少有關(guān)。

２．４香菇子實體生長發(fā)育過程中Ｔ－ＡＯＣ、ＭＤＡ含量的變化

Ｔ－ＡＯＣ可反映出生物機(jī)體清除過氧化氫、過氧化物、超氧陰離子的能力高低，具有解除活性氧的毒害、保護(hù)生物機(jī)體正常代謝的功能。香菇子實體生長發(fā)育過程中Ｔ－ＡＯＣ、ＭＤＡ含量的測定結(jié)果見圖４，從圖４可見，菌膜、菇蕾、幼菇的Ｔ－ＡＯＣ高，成熟菇、退化菇蕾的Ｔ－ＡＯＣ低，這與菌絲體生長減緩、衰退有關(guān)。ＭＤＡ是脂質(zhì)過氧化的終產(chǎn)物，它的含量變化可定量地反映出細(xì)胞膜的受損程度。在圖４中，退化菇蕾的ＭＤＡ含量最高，說明其膜損傷的程度是最大的。

３討論

馬向東等［６］觀察到了香菇子實體形態(tài)發(fā)育的全過程。初步將之分為扭結(jié)期、褐變期、成型期和成熟期４個時期。脫袋轉(zhuǎn)色后的菌筒，菌絲體發(fā)育成菇蕾，菇蕾發(fā)育成幼菇、成熟菇。但有一部分菇蕾退化，他認(rèn)為可能與營養(yǎng)供應(yīng)有關(guān)。

試驗中，菌膜、菇蕾的還原糖含量最高，糖分吸收多，積累也多，可溶性總糖含量也較高；而退化菇蕾的則較低。吳巖課等［７］研究認(rèn)為，香菇菇蕾形成后，仍然需要保持低于菌絲生長的溫度和足夠的水分與營養(yǎng)供給，只有在低溫下，菌絲內(nèi)貯藏的養(yǎng)分才會源源不斷地輸送給子實體，使小菇蕾盡快獲得養(yǎng)分而正常地生長發(fā)育。糖分供應(yīng)量減少或供應(yīng)量不能滿足生長需要，是造成菇蕾退化的原因之一。幼菇、成熟菇的還原糖含量也較低，可能是菌柄基部營養(yǎng)吸收面積增加幅度小于子實體生長量幅度所致。成熟菇的可溶性總糖含量最低，與菌絲體生長發(fā)育過程中消耗了大量糖分有關(guān)。

研究表明，在食用菌菌絲從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)化到子實體發(fā)生發(fā)育的過程中，各種酶活性的變化與食用菌子實體的發(fā)生發(fā)育有著直接的聯(lián)系。可溶性蛋白大多數(shù)是以各種酶的身份參與代謝的，其含量高低反映了機(jī)體代謝水平；香菇子實體生長發(fā)育過程中可溶性蛋白含量降低、代謝水平下降，這與子實體的逐漸老化有關(guān)，但老化的子實體其他營養(yǎng)物的積累速率大于蛋白質(zhì)，所以相比較而言蛋白質(zhì)的積累在減少，退化菇蕾的可溶性蛋白含量低、積累的蛋白質(zhì)減少，這與氨基酸的供應(yīng)量不足有關(guān)，可能是造成菇蕾退化的原因之一?？扇苄缘鞍缀侩m然能反映子實體的代謝水平，但不能反映出代謝中相關(guān)酶活性的變化規(guī)律。

總抗氧化能力是機(jī)體內(nèi)所有抗氧化物質(zhì)抗氧化能力的生理表現(xiàn)總和，包括抗氧化酶類與抗氧化物的能力，其是用于衡量生物機(jī)體抗氧化系統(tǒng)功能狀況的綜合性指標(biāo)，說明機(jī)體抗氧化能力的檢測具有很重要的意義［８］。試驗中退化菇蕾的總抗氧化能力低，其抗氧化酶類與抗氧化物的含量也低，反映出菇蕾退化的原因之一就有可能是其抗氧化酶類與抗氧化物的含量降低所致。而成熟菇的總抗氧化能力也較低，是由于成熟菇的代謝速率與總抗氧化能力相關(guān)的酶及抗氧化物的合成量在減少所造成的。丙二醛是膜脂過氧化作用的主要產(chǎn)物之一，具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性，對細(xì)胞膜和細(xì)胞中的許多分子如蛋白質(zhì)、核酸和酶等都具有破壞作用，丙二醛含量的增加可作為細(xì)胞膜受到破壞的生理標(biāo)志之一，試驗中退化菇蕾的丙二醛含量最高，說明其膜損傷的程度最大，因此膜損傷也可能是導(dǎo)致菇蕾退化的原因之一。雖然試驗研究了香菇子實體在生長發(fā)育過程中生理特性與形態(tài)特征的變化關(guān)系，但子實體的生長發(fā)育是一個十分復(fù)雜的過程，有關(guān)菇蕾退化的原因應(yīng)該是多個因素共同作用的結(jié)果，許多因素間的關(guān)聯(lián)性還有待于下一步深入研究來證實。

參考文獻(xiàn)：

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［５］ 陳鈞輝，李俊，張?zhí)?，等?生物化學(xué)實驗［Ｍ］． 第四版．北京：科學(xué)出版社，２００８．

［６］ 馬向東，王明道，鄭姣． 香菇子實體形態(tài)分化過程［Ｊ］． 中國食用菌，２００５，２４（１）：３－４．

［７］ 吳巖課，趙麗萍． 香菇假菇形成原因及預(yù)防［Ｊ］． 食用菌，２００６（５）：５５－５６．

［８］ ＴＡＣＨＡＰＬＩＮＳＫＩ Ｔ Ｊ， ＢＬＡＫＥ Ｔ Ｊ． Ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ａｎｄ ｌａｔｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｕｔｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｈｙｂｒｉｄ ｐｏｐｌａｒ［Ｊ］． Ｃａｎ Ｊ Ｂｏｔ，１９８９，６７（6）：１６８１－１６８８．