榆黄蘑菌丝生长条件优化
作者: 巫桂芬 苏劲 梁剑柳 黄秋婵 廖建杰 苏美琪
摘 要:为了筛选最适合榆黄蘑菌丝生长的条件,为榆黄蘑栽培利用提供技术参考,通过单因素试验及正交试验验证,以榆黄蘑(Pleurotus citrinopileatus)作为试验材料,采用PDA培养基培养菌丝,并对菌丝生长过程所需的温度、光照时间、琼脂质量浓度、pH值、碳源、氮源等条件进行优化,探索不同培养条件对榆黄蘑菌丝生长的影响。单因素试验结果表明,暗环境下菌丝转色较快;pH值越高,琼脂凝固越快;温度、琼脂质量浓度、牛肉膏质量浓度均对榆黄蘑菌丝生长的影响存在极显著差异,榆黄蘑生长最佳氮源为牛肉膏。正交试验结果表明,温度、琼脂质量浓度、牛肉膏质量浓度对榆黄蘑菌丝生长的影响顺序为温度>琼脂质量浓度>牛肉膏质量浓度。综上所述,优选组合为温度32 ℃,琼脂质量浓度为0.01 g·mL-1,牛肉膏质量浓度为0.015 g·mL-1。
关键词:榆黄蘑;菌丝;生长条件;PDA;正交试验
中图分类号:S646 文献标志码:A 文章编号:1673-2871(2023)10-112-09
Optimization of hyphae growth conditions of Pleurotus citrinopileatus
WU Guifen, SU Jing, LIANG Jianliu, HUANG Qiuchan, LIAO Jianjie, SU Meiqi
(Guangxi Normal University for Nationalities, Chongzuo 532200, Guangxi, China)
Abstract: Through single factor and orthogonal test, the optimum conditions for hyphae growth of Pleurotus citrinopileatus were selected, which provided technical reference for cultivation and utilization of Pleurotus citrinopileatus. The Pleurotus citrinopileatus was used as experimental material, different carbon and nitrogen sources were selected by gradient treatment, pH value and humidity by agar content gradient and the external temperature and light time. We explored the influence of the culture environment on the growth under different conditions. The results of single-factor experiment showed that the color of hyphae changed quickly in dark environment, and the agar solidified faster with higher pH value, and the reverse was slower. The effects of temperature, agar concentration and beef extract content on hyphae growth of Tricholoma umLoides were significantly different(p<0.01). The best nitrogen source for Tricholoma citrinum growth was beef extract. According to the results of orthogonal test, the order of temperature, agar concentration and beef extract affecting the hyphae of Pleurotus citrinopileatus was temperature> agar>beef extract. The optimum combination was temperature 32 ℃, agar concentration 0.01 g·mL-1, beef extract concentration 0.015 g·mL-1.
Key words: Pleurotus citrinopileatus; Hyphae; Growth conditions; PDA; Orthogonal test
榆黄蘑(Pleurotus citrinopileatus)是一种珍稀食(药)用真菌,学名为金顶侧耳,隶属于担子菌门、蘑菇目、侧耳科、侧耳属[1-3]。由于其菌盖显草黄色或鲜黄色,所以又称为金顶蘑或榆黄蘑,其表面光滑、呈漏斗状,历来有“真菌之花”的美称。榆黄蘑味道鲜美,营养丰富,属于高营养、低热量的理想保健品,市场前景广阔[4]。榆黄蘑子实体中含有丰富的活性物质,如多糖、黄酮、蛋白质、维生素等,长期食用,有抗氧化、免疫调节等药用功能[5-7],此外食用榆黄蘑还可预防葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎杆菌和肺结核杆菌的感染[8-10]。榆黄蘑符合联合国粮农组(FAO)和世界卫生组织(WHO)关于新食品资源的要求,是一种高营养、低热量、名贵的食药两用真菌,是老年人心血管疾病患者和肥胖症患者的理想保健食品[11-13]。
培养基中碳源、氮源、温度、光照度、pH值和湿度等条件对食用菌菌丝生长有一定影响[14-16]。林铃等[17]对榆黄蘑菌丝培养基中碳源进行筛选,但未对配方中的碳含量进行优化试验。洪沛等[18]、Wang等[19]归纳总结了光环境三要素(光质、光照度、光照时长)对食用菌生长发育的影响及其可能的调控机制,讨论了食用菌光生理研究中存在的问题。刘妮等[20]、Wu等[21]研究发现,不同的食用菌菌丝在颜色、形态、菌丝致密程度、满皿时间及平均生长速度等宏观形态上有很大差异。罗莹等[22]、Li等[23]通过对食用菌菌丝颜色、密度、均匀度、平均生长速率和生长指数进行比较,探讨了7种不同谷物对试验菌株菌丝生长的影响。我国南方地区关于榆黄蘑栽培的研究不多,尤其是在广西等地对榆黄蘑菌丝生长条件研究甚少[24]。而榆黄蘑菌丝培养直接影响其产量和品质,因此,进行榆黄蘑菌丝生长条件优化尤为重要。笔者采用PDA培养基培养菌丝,并对其生长过程所需的温度、光照时间、琼脂质量浓度、pH值、碳源、氮源等条件进行优化。采用正交试验方法探究不同条件对榆黄蘑菌丝生长的影响,筛选出榆黄蘑菌丝生长最佳培养条件,以期为榆黄蘑生产提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料
本试验材料为山东省平邑县食用菌研究所提供的平顶8-31榆黄蘑,通过组织分离纯化获得菌丝。榆黄蘑子实体菌盖为草黄色至鲜黄色、光滑、漏斗形,边缘内卷,直径3.00~10.00 cm。菌肉白色,菌褶白色、密、延生、不等长。菌柄偏生、白色、内实,长2.00~10.00 cm,粗0.50~1.50 cm,往往基部相连。
1.2 主要仪器设备与试剂
立式压力蒸汽灭菌锅(江阴滨江医疗设备有限公司),光照培养箱(上海慧泰仪器制造有限公司),超净工作台(上海苏净实业有限公司),电子天平(上海佑科仪器仪表有限公司)。
可溶性淀粉、细菌学蛋白胨、牛肉膏、柠檬酸铵、蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、硝酸铵、琼脂粉、无水乙醇、维生素B1等试剂药品均为分析纯。
1.3 方法
试验时间为2021年6月21日至12月21日,地点为广西民族师范学院崇智楼。采用完全随机试验设计,共设定6个单因素处理,每个处理3次重复,在处理后17 d统计菌丝生长量,具体设计方案如下。
1.3.1 不同光照时间对菌丝生长的影响 以光照时间为单因素变量,光照时间分别为0、12、24 h。所有处理均采用PDA培养基在28 ℃恒温环境中培养,观察菌丝浓密程度及测量菌丝生长量。
1.3.2 不同温度对菌丝生长的影响 以温度为变量,分别设定为室温(平均温度25 ℃)、5、28、32、35 ℃。采用PDA培养基培养,接种完成后将各处理置于相应的培养环境中培养,记录室内早、中、晚各时间段温差变化,观察菌丝浓密程度及测量菌丝生长量。
1.3.3 不同琼脂质量浓度对菌丝生长的影响 以琼脂质量浓度为变量,利用琼脂质量浓度做梯度调节培养基的凝固程度。各处理培养基琼脂质量浓度分别为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08 g·mL-1。将培养菌丝置于28 ℃恒温环境中培养,观察菌丝浓密程度及测量菌丝生长量。
1.3.4 不同pH值对菌丝生长的影响 以pH值为变量,各处理pH值分别为5.00、5.50、6.00、6.50、7.00、7.50、8.00、8.50。采用PDA培养基培养,利用酸或碱调节培养基内的pH值并置于28 ℃恒温环境中培养,观察菌丝浓密程度及测量菌丝生长量。
1.3.5 不同碳源对菌丝生长的影响 以不同碳源为变量,以PDA培养基为CK,CK的碳源为马铃薯,其余处理碳源分别为葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、可溶性淀粉,处理质量浓度为0.020 g·mL-1。通过分析筛选出最适碳源,再进行碳源梯度试验,其梯度处理分别为0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、0.030、0.035 g·mL-1。各处理置于28 ℃恒温环境中培养,观察菌丝浓密程度及测量菌丝生长量。
1.3.6 不同氮源对菌丝生长的影响 以PDA培养基为CK,在以上优选的碳源培养基中设计不同氮源作为变量,氮源分别为硝酸铵、柠檬酸铵、蛋白胨、牛肉膏,处理质量浓度为0.020 g·mL-1。通过分析筛选出最适氮源,再进行氮源梯度试验,其梯度处理分别为0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、0.030、0.035 g·mL-1。各处理置于28 ℃恒温环境中培养,观察菌丝浓密程度及测量菌丝生长量。
1.3.7 正交试验验证 根据单因素试验结果选择温度为25、28、32 ℃,琼脂质量浓度0.010、0.020、0.030 g·mL-1,牛肉膏质量浓度为0.010、0.015、0.020 g·mL-1,进行3因素3水平的正交试验,每个处理设置3次重复。
1.4 数据处理
采用 Excel 2010计算菌丝各水平的平均生长量及其极差,采用SPSS 20.0进行正交试验以及显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同光照时间对榆黄蘑菌丝生长的影响
由表1可知,不同光照时间对榆黄蘑菌丝生长量的影响无显著差异;但暗环境下菌丝转色相对较快(图1)。榆黄蘑在接种的次日菌丝复活,在9~13 d之间菌丝生长速度最快,一般在17~19 d长满。暗处理的菌丝长满较光处理的菌丝快1~2 d。其中,12 h光处理的菌丝在9~10 d出现一次爆发性增长。从菌丝生长形态看,黑暗培养的菌丝生长相对较密,光照时间为12 h的菌丝生长密度中等,光照时间为24 h的菌丝较为稀疏。可见光照时间长短影响菌丝生长及转色,而黑暗条件下菌丝生长快且平稳,后期转色快。
2.2 不同温度对榆黄蘑菌丝生长的影响
由图2可以看出,不同温度对榆黄蘑的菌丝生长速率影响较大。试验期间室温日平均温度为25 ℃;在生长前4 d中,由于天气降温,室温处理组中菌丝生长均较慢,28 ℃处理中菌丝扩散较快,室温处理组中菌丝相对较密,35 ℃处理中菌丝旺盛,5 ℃处理中均未有菌丝生长。随着天气的回暖增温,室温处理中的菌丝生长逐渐加快,且相对较密,但在17 d后所有处理的菌丝停止生长,原因是使用的胶塞为实心胶塞,菌丝生长到一定时间试管内的氧气不足则菌丝出现停止生长现象。从整体上来看,室温菌丝生长受环境温度变化影响较大,在4~9 d室温环境中的菌丝生长状况优于其他温度处理组,试验结果表明,崇左市当季室温环境有利于菌丝的发菌与吃料,但总体表现为25~28 ℃最适合菌丝生长。
由表2可知,不同温度对榆黄蘑菌丝日均生长量的影响存在极显著差异。在室温、28、32 ℃的培养温度下榆黄蘑菌丝生长量显著大于5和35 ℃。室温、28、32、35 ℃的培养温度环境下榆黄蘑菌丝生长量极显著大于5 ℃。
2.3 不同琼脂质量浓度对榆黄蘑菌丝生长的影响
由图3和表3可知,不同琼脂质量浓度对榆黄蘑的菌丝日平均生长量及生长速率有一定的影响。不同琼脂质量浓度梯度试验中,质量浓度低则试管环境湿度大,质量浓度高则试管相对湿度低。从各处理来看,接种后3 d,0.01~0.06 g·mL-1处理均有菌丝生长,0.07、0.08 g·mL-1未见菌丝生长,其中,0.01 g·mL-1处理组均有菌丝生长及扩散;0.02、0.03 g·mL-1处理也有菌丝生长,但相对较慢;而0.04、0.06 g·mL-1处理中只有部分试管有菌丝生长。接种后6 d,0.04、0.05、0.06 g·mL-1处理中的菌丝生长相对较好;0.03~0.06 g·mL-1处理中接种部位菌丝生长密集形成类似球状,其中0.03 g·mL-1处理中菌丝相对较为稀疏,0.04~0.06 g·mL-1处理中菌丝相对浓密。结果表明,试管内的湿度对菌丝生长影响表现为湿度越高菌丝生长越快,菌丝稀疏;湿度越低菌丝生长越慢,菌丝浓密。