銅對平菇生長發(fā)育、品質(zhì)和銅含量的影響

孔維威，盧嬌嬌，孔維麗，袁瑞奇，韓玉娥，段亞魁，張玉亭，康源春*

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

銅對平菇生長發(fā)育、品質(zhì)和銅含量的影響

孔維威1，盧嬌嬌2，孔維麗1，袁瑞奇1，韓玉娥1，段亞魁1，張玉亭1，康源春1*

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

為了探明平菇對Cu脅迫的響應(yīng)機(jī)制，研究了培養(yǎng)料中添加不同質(zhì)量濃度Cu對平菇菌絲生長、原基誘導(dǎo)時(shí)間、產(chǎn)量、子實(shí)體品質(zhì)和Cu含量的影響。結(jié)果表明，Cu對平菇菌絲生長、原基誘導(dǎo)時(shí)間、產(chǎn)量、子實(shí)體氨基酸、蛋白質(zhì)、粗脂肪含量的影響具有顯著的濃度效應(yīng)。Cu質(zhì)量濃度為1 500 mg/kg時(shí)，平菇菌絲生長速度最快，且原基比對照早2 d出現(xiàn)；Cu質(zhì)量濃度為500 mg/kg時(shí)，平菇產(chǎn)量(干質(zhì)量)最高；Cu質(zhì)量濃度為1 000 mg/kg時(shí)，子實(shí)體氨基酸、蛋白質(zhì)、粗脂肪含量均最高，分別為16.00%、24.88%、2.34%。而子實(shí)體菌柄和菌蓋中Cu含量隨著培養(yǎng)料中Cu質(zhì)量濃度(0～3 000 mg/kg)的升高而增加。

Cu； 平菇； 生長發(fā)育； 產(chǎn)量； 品質(zhì)

平菇富含多糖、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫、抗腫瘤、抗病毒、抗衰老、降血糖、降血脂、促進(jìn)生長發(fā)育等多種營養(yǎng)保健功能，而且味道鮮美，物美價(jià)廉，受到廣大消費(fèi)者的青睞。據(jù)中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計(jì)，2014年全國食用菌總產(chǎn)量達(dá)3 270萬t，其中平菇產(chǎn)量為546萬t，占總產(chǎn)量的16.7%，為我國第三大品種，僅次于香菇和黑木耳。

食用菌對銅(Cu)具有明顯的富集特性[1-2]，國內(nèi)關(guān)于食用菌中Cu富集特性的研究多集中在對食用菌產(chǎn)品中Cu含量的測定和評價(jià)方面[3]。同時(shí)，Cu也是食用菌生長所必需的微量元素之一，在食用菌生長發(fā)育中起著重要作用[4]。Cu對食用菌菌絲和子實(shí)體生長發(fā)育的影響具有顯著的濃度效應(yīng)，且適量Cu可以使金針菇菌絲生長加快，菌絲更粗壯、潔白，成熟期提前，產(chǎn)量和生物學(xué)效率提高[5]。目前，有關(guān)Cu對平菇生長發(fā)育的影響研究較少。鑒于此，研究了不同質(zhì)量濃度Cu對平菇菌絲生長、原基誘導(dǎo)時(shí)間、產(chǎn)量、品質(zhì)和子實(shí)體Cu含量的影響，以期為進(jìn)一步研究平菇對Cu的吸收利用及調(diào)控機(jī)制提供一定的參考。

1 材料和方法

1.1 材料

平菇菌株為亞光1號，由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所食用菌研究開發(fā)中心菌種庫保存。

1.2 方法

1.2.1 原種制備 原種培養(yǎng)料配方為棉籽殼98%、石灰2%、水適量。將石灰加入水中攪拌，然后與棉籽殼混合攪拌均勻，裝入玻璃瓶，每瓶干質(zhì)量300 g，126 ℃高壓滅菌1.5 h，接種后放在培養(yǎng)室20～25 ℃培養(yǎng)。待菌絲長滿后，選擇菌絲粗壯、潔白的優(yōu)良原種用于栽培袋接種。

1.2.2 平菇栽培管理 培養(yǎng)料中Cu質(zhì)量濃度設(shè)6個(gè)梯度，分別為0(CK)、500、1 000、1 500、2 000、3 000 mg/kg。每個(gè)處理30個(gè)菌袋，重復(fù)3次。栽培料配方為玉米芯88%、麩皮10%、碳酸鈣2%、含水量70%。采用滅菌熟料栽培，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)，分別稱取相應(yīng)質(zhì)量的Cu，然后溶解到相應(yīng)的水中，與玉米芯混合，之后攪拌均勻，堆悶12 h，裝袋。采用17 cm×38 cm×0.004 cm聚丙烯栽培袋。每袋裝干料300 g。裝袋后于126 ℃高壓滅菌1.5 h。菌袋冷卻后，兩端接種(接種量5%)，置于20～25 ℃暗處培養(yǎng)菌絲。待菌絲長滿菌袋后移入出菇房，溫度控制在10～15 ℃，空氣濕度提高到85%～90%，原基出現(xiàn)后，溫度調(diào)整到15～25 ℃，定期通風(fēng)換氣，子實(shí)體長至八成熟時(shí)采收，在60 ℃烘箱中烘干至恒定質(zhì)量，用于平菇產(chǎn)量(干質(zhì)量)測定及品質(zhì)分析。

1.2.3 平菇品質(zhì)分析 氨基酸、蛋白質(zhì)、粗脂肪含量的測定分別按照GB/T 5009.124—2003、GB/T 15673—2009、GB/T 15674—2009進(jìn)行。

1.2.4 Cu含量的測定 將采收后的食用菌子實(shí)體菌蓋和菌柄分開，在60 ℃烘箱中烘干至恒定質(zhì)量，采用電感耦合等離體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)測定Cu含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。顯著性比較采用t測驗(yàn)(P<0.05)和Duncan’s新復(fù)極差法(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同質(zhì)量濃度Cu對平菇菌絲生長的影響

如圖1所示，不同質(zhì)量濃度Cu對平菇菌絲生長影響顯著。隨著Cu質(zhì)量濃度的增加，菌絲生長速度加快，說明添加適量Cu會促進(jìn)平菇菌絲生長。當(dāng)Cu質(zhì)量濃度為1 500 mg/kg時(shí)，平菇菌絲生長最快，菌絲生長速度為0.49 cm/d，與對照差異顯著。隨著Cu質(zhì)量濃度的進(jìn)一步增大，菌絲生長速度又逐漸下降。從菌絲形態(tài)、生長勢和滿袋時(shí)間看，添加1 500 mg/kg Cu處理的平菇菌絲潔白、濃密、粗壯、菌落邊緣整齊且平菇菌絲提前長滿菌袋(表1)。

不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著，下同圖1 不同質(zhì)量濃度Cu對菌袋菌絲生長速度的影響

2.2 不同質(zhì)量濃度Cu對平菇原基誘導(dǎo)時(shí)間的影響

如表2所示，隨著Cu質(zhì)量濃度的增加，原基出現(xiàn)的時(shí)間比對照提前。當(dāng)Cu質(zhì)量濃度為1 500 mg/kg時(shí)，原基比對照提前2 d出現(xiàn)。當(dāng)Cu質(zhì)量濃度大于2 000 mg/kg時(shí)，原基出現(xiàn)時(shí)間又比對照晚。當(dāng)Cu質(zhì)量濃度為3 000 mg/kg時(shí)，原基比對照晚3 d出現(xiàn)。

2.3 不同質(zhì)量濃度Cu對平菇產(chǎn)量的影響

由圖2可知，Cu對平菇子實(shí)體產(chǎn)量影響顯著。與對照相比，500 mg/kg Cu處理顯著增加了平菇產(chǎn)量，并且子實(shí)體產(chǎn)量達(dá)到最高。隨著Cu質(zhì)量濃度的增加，平菇產(chǎn)量逐漸降低，當(dāng)Cu質(zhì)量濃度為3 000 mg/kg時(shí)，平菇產(chǎn)量達(dá)到最低。說明Cu對平菇產(chǎn)量的影響具有顯著的濃度效應(yīng)。

表1 不同質(zhì)量濃度Cu對平菇菌絲生長的影響

注：“+”數(shù)量多少表示菌絲生長勢強(qiáng)弱。

表2 不同質(zhì)量濃度Cu對平菇菌袋原基誘導(dǎo)時(shí)間的影響

圖2 不同質(zhì)量濃度Cu對平菇子實(shí)體產(chǎn)量的影響

2.4 不同質(zhì)量濃度Cu對平菇品質(zhì)的影響

由表3可知，當(dāng)Cu質(zhì)量濃度為0～1 000 mg/kg時(shí)，子實(shí)體中蛋白質(zhì)、氨基酸、粗脂肪含量顯著增加，當(dāng)Cu質(zhì)量濃度為1 000 mg/kg時(shí)，子實(shí)體中蛋白質(zhì)、氨基酸、粗脂肪含量分別達(dá)到最高，分別為24.88%、16.00%、2.34%；但是當(dāng)Cu質(zhì)量濃度為1 500～3 000 mg/kg時(shí)，子實(shí)體中蛋白質(zhì)、氨基酸、粗脂肪含量則下降。當(dāng)Cu質(zhì)量濃度為3 000 mg/kg時(shí)，子實(shí)體中蛋白質(zhì)、氨基酸、粗脂肪含量均降到最低，分別為17.88%、11.55%和1.75%。

2.5 不同質(zhì)量濃度Cu對平菇子實(shí)體Cu含量的影響

Cu質(zhì)量濃度也會影響Cu在子實(shí)體內(nèi)的分布。由表4可知，隨著Cu質(zhì)量濃度的增加，菌蓋、菌柄Cu含量逐步增加。Cu質(zhì)量濃度為0～500 mg/kg時(shí)，菌柄中Cu含量小于菌蓋；而Cu質(zhì)量濃度在1 000～3 000 mg/kg時(shí)，菌柄Cu含量略大于菌蓋。

表3 不同質(zhì)量濃度Cu對平菇子實(shí)體品質(zhì)的影響 %

表4 不同質(zhì)量濃度Cu對平菇子實(shí)體Cu含量的影響 mg/kg

3 結(jié)論與討論

Cu是食用菌所必需的微量元素之一，培養(yǎng)料中雖然含有豐富的Cu，但其可用度不高。據(jù)報(bào)道，在小麥秸稈中僅有36%的Cu可以被平菇利用[6]。本研究中添加適量Cu可以促進(jìn)菌絲生長(Cu 1 000～2 000 mg/kg)，原基提早形成(Cu 500～1500 mg/kg)，產(chǎn)量提高(Cu 500～1 000 mg/kg)，氨基酸、蛋白質(zhì)含量提高(Cu 500～2 000 mg/kg)，粗脂肪含量提高(Cu 1 000 mg/kg)，這可能是因?yàn)榕囵B(yǎng)料中添加適量Cu后，提高了培養(yǎng)料降解相關(guān)酶的活性，進(jìn)而促進(jìn)平菇生長發(fā)育[6]。

食用菌對Cu有明顯的富集特性。食用菌對Cu的累積速率呈由低到高、再由高到低的趨勢[7]。大多數(shù)金屬元素在子實(shí)體中的分布呈現(xiàn)不均一狀態(tài)，一般來說，產(chǎn)孢區(qū)(不包括孢子)的金屬含量最高，其次是菌蓋，菌柄中含量最低[8]。本研究中Cu質(zhì)量濃度較低時(shí)(0～500 mg/kg)，子實(shí)體中Cu的分布均表現(xiàn)為菌柄中含量低于菌蓋，表明子實(shí)體吸收的Cu更多地轉(zhuǎn)運(yùn)至菌蓋。Cu質(zhì)量濃度較高時(shí)(1 000～3 000 mg/kg)，菌柄Cu含量大于菌蓋，說明子實(shí)體吸收的Cu更多地留在了菌柄中。這說明，環(huán)境中Cu的濃度可能會影響Cu的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。前人已經(jīng)在平菇中克隆到了一個(gè)高親和的Cu轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[9]，這將有助于深入研究食用菌對Cu的吸收和調(diào)控機(jī)制。

[1] 劉鳳春，郭硯翠，王雅茹，等．強(qiáng)化平菇營養(yǎng)初探[J].中國食用菌，1989(5)：11-12．

[2] 李兆蘭．等離子光譜法測定菌絲體的微量元素含量[J].食用菌，1989(2)：7-8．

[3] 劉劍飛，胡留杰，廖敦秀，等．食用菌生物修復(fù)重金屬污染研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，22(2)：543-548．

[4] Chang S T,Miles P G.Mushrooms:Cultivation,nutritional value,medicinal effect,and environmental impact[M].2nd ed.Florida:CRC Press,2004.

[5] 廖建良.銅對金針菇生長的影響試驗(yàn)[J].食用菌，2001(4)：9．

[6] Baldrian P,Valá?ková V,Merhautová V,etal.Degradation of lignocellulose byPleurotusostreatusin the presence of copper,manganese,lead and zinc[J]．Research in Microbiology，2005,156：670-676．

[7] 雷敬敷，楊德芬.食用菌的重金屬含量及食用菌對重金屬富集作用的研究[J].中國食用菌，1990，9(6)：14-17．

[8] Kalac P,Svoboda L.A review of trace element concentrations in edible mushrooms[J].Food Chemistry,2000,69(3):273-281.

Effect of Copper on Growth and Development,Fruiting Body Quality and Copper Content of Pleurotus ostreatus

KONG Weiwei1,LU Jiaojiao2,KONG Weili1,YUAN Ruiqi1,HAN Yu’e1,DUAN Yakui1,ZHANG Yuting1,KANG Yuanchun1*

(1.Institute of Plant Nutrition,Agricultural Resources and Environmental Science,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China; 2.College of Life Sciences,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)

Mycelial growth,primordia formation,yield,fruiting body quality and copper content were studied under different concentrations of copper so as to explore the response mechanism to copper inPleurotusostreatus.The results showed that the effects of copper on mycelial growth,primordia formation,yield,contents of amino acid,total protein and crude fat were significantly concentration-dependent.The growth speed of mycelia had maximum value and primordial formation was 2 days earlier than that of control under 1 500 mg/kg of copper.The yield(dry weight) was the highest under 500 mg/kg of copper.The contents of amino acids,total protein and crude fat all reached maximal values under 1 000 mg/kg of copper,which were 16.00%,24.88% and 2.34% respectively.However,the copper contents in stipe and pileus gradually increased with the increase of copper concentration(0—3 000 mg/kg).

copper;Pleurotusostreatus; growth and development; yield; quality

2016-10-10

河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院優(yōu)秀青年科技基金項(xiàng)目(2016YQ13)；河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(S2010-09)；河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2013JC20)

孔維威(1981-)，男，河南商丘人，副研究員，博士，主要從事食用菌生理研究。E-mail：kongweiwei888@126.com

*通訊作者：康源春(1964-)，男，河南舞陽人，研究員，本科，主要從事食用菌栽培技術(shù)研究。E-mail：kyc_2725@163.com

S646.1+4

A

1004-3268(2017)02-0083-04