左家保護(hù)區(qū)的野生紫丁香蘑生物學(xué)特性1)

朱崢 張雷 徐濟(jì)責(zé)

(吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，吉林，132101)

責(zé)任編輯:潘 華。

紫丁香蘑(Lepista nuda)別名裸口蘑、紫晶蘑。隸屬擔(dān)子菌亞門(Basidiomycotina)、層菌綱(Hymenomycetes)、傘菌目(Agaricales)、白蘑科(Tricholomtaceae)、香蘑屬(Lepista (Fr)W.G.Sm.)。有記載顯示紫丁香蘑與松、榛、山楊等形成外生菌根，是森林生態(tài)系統(tǒng)的必要組成部分。該屬全世界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)400 余種，除紫丁香蘑外，我國分布的主要種類還有花臉蘑(Lepista sordida)、肉色香蘑(L.irima)、灰紫香蘑(L.glaucocana)等。該屬是擔(dān)子菌門中著名的食用兼藥用真菌，有學(xué)者從L.sordida 中分離的兩個萜類化合物有一定的抗菌活性［1］，而且從L.sordida 菌絲體內(nèi)提取胞內(nèi)多糖具有很強(qiáng)的抗氧化活性［2］。高錦明等［3］對紫丁香蘑化學(xué)成分的研究首次從本屬真菌中獲得化合物I-III;李卓［4］對紫丁香蘑液體發(fā)酵海藻糖的提取純化進(jìn)行研究。對一些珍稀香蘑的人工培養(yǎng)及栽培生理方面的研究報道較少，人工栽培香蘑屬某些種還處于小規(guī)模試驗階段，徐沖力等［5］對白香蘑菌絲培養(yǎng)條件及人工馴化栽培研究。姚志偉等［6］對紫丁香蘑原基誘導(dǎo)合成培養(yǎng)基初探。謝富剛等［7］對紫丁香蘑部分生物學(xué)特性進(jìn)行探討。趙婷等［8］對紫丁香蘑菌絲體培養(yǎng)特性試驗結(jié)果表明:紫丁香蘑菌絲生長的最佳碳源、氮源、無機(jī)鹽分別為蔗糖、酵母膏、硫酸鎂;菌絲生長的最佳培養(yǎng)基配比為蔗糖20 g/L、酵母膏2 g/L、硫酸鎂0.5 g/L，菌絲干質(zhì)量達(dá)0.183 3 g。

雖有對紫丁香蘑進(jìn)行研究，但對采自山地向草原過渡帶特殊生態(tài)環(huán)境的野生紫丁香蘑相關(guān)研究未見報道。本研究從個體生態(tài)學(xué)角度系統(tǒng)研究其生物學(xué)特性，為林下經(jīng)濟(jì)開發(fā)、菌根植物經(jīng)營、真菌區(qū)系多樣性的研究提供參考。

1 材料與方法

菌株來源:菌株(Lepista nuda)采自吉林左家自然保護(hù)區(qū)，菌株編號為2014005。

培養(yǎng)基為PDA 加富培養(yǎng)基:馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，蛋白胨4 g，磷酸二氫鉀3 g，硫酸鎂1.5 g，瓊脂粉20 g，蒸餾水1 L，pH 值自然。

溫度試驗:以加富培養(yǎng)基為標(biāo)準(zhǔn)，分別設(shè)置15、20、25、30、35 ℃5 個不同溫度處理，將15 mL 加富PDA 培養(yǎng)基倒入直徑90 mm 的平板中，冷卻，無菌條件下接入直徑0.5 cm 的平板培養(yǎng)物［9］。每個處理5 次重復(fù)，接種后分別置于15、20、25、30、35 ℃5個不同溫度培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。接種后定時觀察記錄菌絲的生長速度，菌絲長勢，菌絲顏色，菌落邊緣特征等性狀。待接種一周后，測量平板中菌絲的半徑，計算出菌絲的日均長速，數(shù)據(jù)采用Spss18.0 軟件中Duncan 檢驗進(jìn)行差異顯著性分析。

pH 值試驗:以加富培養(yǎng)基為標(biāo)準(zhǔn)，分別設(shè)置4、5、6、7、8 共5 個不同pH 值處理，培養(yǎng)基配制、接種、培養(yǎng)、數(shù)據(jù)觀測、記錄以及數(shù)據(jù)的分析方法同溫度試驗。

不同碳源試驗:分別用蔗糖、果糖、乳糖、麥芽糖、淀粉、玉米粉、葡萄糖7 個不同碳源替代PDA 加富培養(yǎng)基中的葡萄糖，培養(yǎng)基配制、接種、培養(yǎng)、數(shù)據(jù)觀測、記錄以及數(shù)據(jù)分析方法同溫度試驗。

不同氮源試驗:分別用蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、尿素、硝酸銨5 個不同氮源替代PDA 加富培養(yǎng)基中的蛋白胨，培養(yǎng)基配制、接種、培養(yǎng)、數(shù)據(jù)觀測、記錄以及對數(shù)據(jù)分析方法同溫度試驗。

不同單色光(晝夜交替)試驗:以加富培養(yǎng)基為標(biāo)準(zhǔn)，分別設(shè)置白光、紅光、藍(lán)光、綠光、黃光5 個不同晝夜交替光照處理，培養(yǎng)基配制、接種、培養(yǎng)、數(shù)據(jù)觀測、記錄以及對數(shù)據(jù)分析方法同溫度試驗。

不同單色光(持續(xù)照射)試驗:以加富培養(yǎng)基為標(biāo)準(zhǔn)，分別設(shè)置白光、紅光、藍(lán)光、綠光、黃光5 個不同持續(xù)光照處理，培養(yǎng)基配制、接種、培養(yǎng)、數(shù)據(jù)觀測、記錄以及數(shù)據(jù)分析方法同溫度試驗。

不同無機(jī)鹽試驗:分別用硫酸鐵、硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸銅5 個不同無機(jī)鹽替代PDA 加富培養(yǎng)基中的硫酸鎂，培養(yǎng)基配制、接種、培養(yǎng)、數(shù)據(jù)觀測、記錄以及數(shù)據(jù)分析方法同溫度試驗。

不同維生素試驗:以加富培養(yǎng)基為標(biāo)準(zhǔn)，分別設(shè)置VB1、抗壞血酸、VB2、VB6、葉酸5 個不同維生素處理，培養(yǎng)基配制、接種、培養(yǎng)、數(shù)據(jù)觀測、記錄以及對數(shù)據(jù)分析方法同溫度試驗。

正交試驗:在以上8 個試驗結(jié)果后，采用7 因素兩水平正交試驗設(shè)計L8(25)見表1，篩選pH 值、溫度、碳源、氮源、無機(jī)鹽、單色光(晝夜交替)、維生素等最優(yōu)組合，見表1。

表1 7 因素兩水平正交試驗

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對菌絲生長的影響

試驗菌株在不同溫度下的生長情況見表2。在20 和25 ℃時，菌絲長勢良好，在20 ℃時，菌絲生長最快，長勢最好，日均長速達(dá)到3.309 6 mm，隨著溫度升高，菌絲生長速度減慢，長勢變?nèi)?，因此，該菌株菌絲生長的最適溫度為20 ℃。研究結(jié)果與謝富剛等［7］的研究結(jié)果相吻合。經(jīng)反復(fù)試驗證明低溫對菌絲體的生長有一定促進(jìn)作用，也由此證明該菌株溫型為低溫型，可能該屬溫型與地理隔離關(guān)系不大。

表2 不同溫度條件下菌絲生長情況

2.2 pH 值對菌絲生長的影響

試驗菌株在不同pH 值下的生長情況見表3，試驗菌株在pH 值5.0～8.0 的范圍內(nèi)均能生長，但不同pH 值下菌絲的生長狀況有較大差異，在pH 值為6.0 時菌絲長勢最好，長速最快，日均長速達(dá)到3.666 7 mm。當(dāng)pH 值高于和低于6 時菌絲生長速度開始減慢，因此該菌株菌絲生長的最適pH 值為6.0，這與大多數(shù)大型真菌對pH 值的要求相一致，均為中性偏酸。

表3 不同pH 值條件下菌絲生長情況

2.3 碳源對菌絲生長的影響

試驗菌株在不同碳源下的生長情況見表4，試驗菌株對碳源的選擇性廣泛，但菌絲生長速度存在較大差異，其中以麥芽糖做碳源時菌絲長速最快，長勢最好，日均長速達(dá)到3.488 1 mm，明顯優(yōu)于其它碳源，而淀粉和蔗糖次之，果糖最差。分析其原因，可能是麥芽糖提供更多的醛糖和酮糖，且與試驗菌株自身酶系和酶的調(diào)節(jié)利用相關(guān)，從而利于該菌株的糖代謝，本研究結(jié)果與申慧彥等［10］對花臉香蘑(lepista sordida)的胞外酶活性的研究結(jié)果相吻合;其中玉米粉條件下菌絲生長情況優(yōu)于果糖，其原因是玉米粉除了能提供碳源外，還能提供一些氮源和一些其它天然成分，促進(jìn)菌絲的生長。通過研究發(fā)現(xiàn):供試菌株的最適碳源為麥芽糖，其次是淀粉，研究結(jié)果與趙婷等［8］紫丁香蘑菌絲體培養(yǎng)特性試驗的研究結(jié)果有異，經(jīng)過反復(fù)試驗本研究結(jié)果仍成立。

表4 不同碳源對菌絲生長的影響結(jié)果

2.4 氮源對菌絲生長的影響

試驗菌株在不同氮源下的生長情況見表5。試驗菌株對氮源選擇性廣泛，但菌絲的生長速度存在較大差異，其中以牛肉膏做氮源時菌絲長速最快，長勢最好，日均長速達(dá)到5.690 4 mm，明顯優(yōu)于其它氮源，蛋白胨次之，之后依次為尿素、硝酸銨、酵母膏。該菌株利用有機(jī)氮優(yōu)于無機(jī)氮，對銨態(tài)氮的利用優(yōu)于硝態(tài)氮，硝酸銨是試驗菌株不能很好利用的氮源，可能是因為銨根離子濃度過高抑制菌絲的生長，因此，供試菌的最適氮源為牛肉膏，其次是蛋白胨。

表5 不同氮源對菌絲生長的影響結(jié)果

2.5 單色光對菌絲生長的影響(晝夜交替)

試驗菌株在不同單色光照下的生長情況見表6。不同的光照對供試菌株菌絲生長的作用效果不同，但菌絲生長速度存在較大差異，其中以紅光照射時菌絲長速最快，長勢最好，日均長速達(dá)到2.797 6 mm;藍(lán)光和綠光次之。朱堅等［11］對不同顏色薄膜套袋對金針菇生長發(fā)育的影響研究表明紅光在金針菇的菌絲生長階段有促進(jìn)作用，在誘導(dǎo)子實體發(fā)生階段，藍(lán)光有一定的刺激作用。這個結(jié)論能不能適合所有大型真菌需要更多基礎(chǔ)研究去驗證。通過本研究發(fā)現(xiàn)以上幾種單色光中紅光對試驗菌株的菌絲體生長階段有刺激作用。因此，供試菌株的最適光照為紅光晝夜交替照射。

表6 不同光照條件下菌絲生長情況

2.6 單色光對菌絲生長的影響(持續(xù)照射)

試驗菌株在不同光照下的生長情況見表7，菌絲在單色光晝夜交替條件的生長情況明顯優(yōu)于在單色光持續(xù)照射條件下，不同光質(zhì)對菌絲生長影響也不同，在持續(xù)黃光照射時菌絲長速最快，長勢最好，日均長速達(dá)到0.734 mm，白光和綠光次之，推測持續(xù)照射條件下可能對菌絲生長有一定的抑制作用。

表7 不同單色光照射下菌絲生長情況

2.7 無機(jī)鹽對菌絲生長的影響

試驗菌株在不同無機(jī)鹽下的生長情況見表8。在培養(yǎng)基中添加硫酸鈣和硫酸鎂對菌絲生長有促進(jìn)作用，可能因為鎂對糖代謝中許多酶類發(fā)揮活性有一定的促進(jìn)作用，鈣能使菌株挺立，增加莖稈硬度;而硫酸銅和硫酸鋅對試驗菌株菌絲生長無明顯變化，可能與添加的無機(jī)鹽添加終濃度有關(guān);硫酸鐵對菌絲的生長具有一定的抑制作用，可能與添加的量有關(guān)或者與該菌株中無機(jī)物對代謝有反饋調(diào)節(jié)。

2.8 維生素對菌絲生長的影響

試驗菌株在不同維生素下的生長情況見表9。在培養(yǎng)基中添加一定量維生素對菌絲生長有一定的促進(jìn)作用。其中，添加VB1 的長勢最好，日均長速達(dá)0.425 mm，抗壞血酸和VB6 次之。VB1 參與糖代謝中的脫羧和轉(zhuǎn)酮作用，VB6 更多的參與氨基酸代謝，從而有利于菌絲的生長。

表8 不同無機(jī)鹽條件下菌絲生長情況

表9 不同維生素對菌絲生長的影響結(jié)果

2.9 正交試驗結(jié)果

試驗按照7 因素2 水平試驗設(shè)計，數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，影響紫丁香蘑菌絲生長因素的由大到小順序為碳源、溫度、pH 值、維生素、氮源、無機(jī)鹽、單色光，通過正交試驗極差分析可知:C 因素(碳源)對菌絲生長影響最大，F(xiàn) 因素(單色光)對菌絲生長影響最小。由此可得:紫丁香蘑菌絲生長的最優(yōu)組合條件以麥芽糖、20 ℃、pH 值6.0、VB1、牛肉膏、硫酸鎂、藍(lán)光為最佳。

3 結(jié)論與討論

對生物學(xué)特性的研究可以得到以下結(jié)論:該菌株最適生長溫度為20 ℃，最適pH 值為6.0，最適碳、氮源分別為麥芽糖和牛肉膏，在菌絲生長過程中施加合適的光照能讓菌絲更好地生長，添加一定量的硫酸鎂和VB1 對菌絲生長有一定的促進(jìn)作用;菌絲體最佳生長條件為麥芽糖、20 ℃、pH 值6.0、VB1、牛肉膏、硫酸鎂、藍(lán)光。

紫丁香蘑為中低溫型食藥兼用外生菌根真菌，在20 ℃時生長最快，因此，在北方野生紫丁香蘑大都發(fā)生在春、秋兩季;且與多數(shù)大型真菌一樣適合在中性偏酸環(huán)境下生長;在最佳碳源的利用上與趙婷等研究結(jié)果有異，這可能與地理隔離有關(guān)。通過試驗，篩選出適合菌絲生長的各因素，并對其進(jìn)行正交試驗，確定最優(yōu)組合，通過菌絲的培養(yǎng)使其侵染外生菌根植物，保證植物對水分及其它礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收與利用，為森林培育提供參考。同時，從個體生態(tài)學(xué)角度研究特殊地域的野生大型真菌菌株，為真菌區(qū)系多樣性提供參考。

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