天達V901草菇菌絲生長條件的篩選與優化

摘 要：采用單因素試驗和正交試驗相結合的方法，研究了天達V901草菇菌絲在不同營養條件和不同培養條件下的生長狀況。結果表明，適宜草菇菌絲生長的碳源有葡萄糖、纖維素、可溶性淀粉、麥芽糖和蔗糖，但對草菇菌絲生長最有利的碳源是可溶性淀粉；適宜草菇菌絲生長的最佳氮源是蛋白胨；最佳碳氮比是10∶ 1；最佳可溶性淀粉濃度是5.0%；鉀對草菇菌絲生長有明顯促進作用。草菇菌絲生長的最適溫度為35℃；最適pH值為7.5。

關鍵詞：草菇； 菌絲生長；生物學特性；生長條件優化

中圖分類號：S646.1+3 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2012）10-0079-05

草菇[Volvariella volvacea（Bull.ex Fr.）Sing.]屬擔子菌綱、傘菌目、光柄菇科、苞腳菇屬。最早栽培于我國，已有二百多年的歷史。草菇是一種高溫型草腐真菌。草腐菌栽培所用的主要原料為作物秸稈，以及禾本科植物的秸稈。草腐菌菌絲生長適宜的碳源為蔗糖、葡萄糖，以及經發酵腐熟的農作物秸稈、家畜禽糞和其他木腐菌利用后的菌渣；氮源為蛋白胨、酵母粉、麩皮、玉米粉和米糠等。人工栽培時，由于所需原料的碳氮比不同，因此，篩選和優化草菇的營養成分及其環境條件，是草菇優質高產的關鍵。本試驗選用7種碳源和6種氮源在不同溫度和酸堿度條件下進行試驗，以獲取適宜草菇菌絲生長碳氮比、碳源濃度及溫度、pH值等條件。

1 材料與方法

1.1 試驗菌種

天達V901為山東省農業科學院農業資源與環境研究所微生物室保存菌種。

1.2 供試培養基

1.2.1 加富PDA培養基 馬鈴薯200 g，麩皮80 g，葡萄糖20 g，蛋白胨4 g，磷酸二氫鉀3 g，硫酸鎂1.5 g，維生素B1 2片（10 mg/片），瓊脂15 g，水1 000 ml，pH自然。121℃滅菌20 min。

1.2.2 基礎培養基 葡萄糖20 g，蛋白胨4 g，磷酸二氫鉀3 g，硫酸鎂1.5 g，維生素B1 2片（10 mg/片），瓊脂15 g，水1 000 ml，pH自然。121 ℃滅菌2 0min。

1.3 試驗方法

1.3.1 菌種活化 從試管斜面上挑取草菇菌塊接種到加富PDA培養基平板上，30℃進行培養。待長滿平板后，用打孔器將其打成直徑5 mm的菌塊，接種到供試培養基上進行試驗。

1.3.2 菌絲長速及長勢觀察 在不同培養基和培養條件下，接種培養24 h后，用十字交叉法測量菌落直徑，每隔24 h測量1次，連續測量3次，計算菌絲日均生長速度；同時觀察、記錄菌絲長勢，主要是菌絲粗細、濃密程度、菌落完整性及色澤等。

1.3.3 營養成分對菌絲生長的影響 在基礎培養基上依次對最適碳源、最適氮源、最適碳氮比及最適碳源濃度進行優化試驗，測定礦物質元素對菌絲生長的影響，每次試驗優化的結果進入隨后的優化試驗中。

（1）最適碳源：葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、糊精、可溶性淀粉和纖維素分別代替基礎培養基中的葡萄糖，添加量按所含碳源量相等為準。每一種碳源試驗設6個平行試驗，測定菌絲日均生長速度，觀察記錄菌絲長勢。

（2）最適氮源：確定最適碳源后，再分別用含氮量相當于4 g蛋白胨的玉米漿、酵母粉、豆粕粉、尿素、硫酸銨、硝酸銨、硝酸鉀代替基礎培養基中的蛋白胨，每一種氮源試驗設6個平行試驗，測定菌絲日均生長速度，觀察記錄菌絲長勢。

（3）最適碳氮比：用最適碳源、氮源代替基礎培養基中的葡萄糖和蛋白胨，碳源的濃度固定在3%，改變氮源濃度，配成碳氮比為10∶ 1、20∶ 1、30∶ 1、40∶ 1、50∶ 1、60∶ 1、70∶ 1、80∶ 1、90∶ 1、100∶ 1的培養基，每一個試驗設6個平行試驗，測定菌絲日均生長速度，觀察記錄菌絲長勢。

（4）最適碳源濃度：用最適碳源、氮源代替基礎培養基中的葡萄糖和蛋白胨，碳氮比固定在最適碳氮比的條件下，分別改變碳源濃度，配成碳源濃度為0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%的培養基。

（5）碳源濃度和碳氮比正交試驗：對碳源濃度和碳氮比進行兩因素三水平的正交試驗，每一個試驗設6個平行試驗，測定菌絲日均生長速度，觀察記錄菌絲長勢。

1.3.4 培養條件對菌絲生長的影響 在加富PDA培養基上對最適培養溫度和最適pH值進行試驗，每次試驗優化的結果進入隨后的優化試驗中。

（1）最適培養溫度：將菌種接種到加富PDA培養基上，置于20、25、30、35、40℃條件下進行培養，每一個試驗設6個平行試驗，測定菌絲日均生長速度，觀察記錄菌絲長勢。

（2）最適pH值：加富PDA培養基在滅菌前分別用6 mol/L的鹽酸或6 mol/L的氫氧化鈉將pH值調至5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、9.0，接種后30℃恒溫培養，每一個試驗設6個平行試驗，測定菌絲日均生長速度，觀察記錄菌絲長勢。

2 結果與分析

2.1 不同碳源物質對草菇菌絲生長的影響

測定結果（表1）表明，不同碳源對草菇菌絲生長速度有明顯影響。以麥芽糖為碳源菌絲生長最快，其次是淀粉，第三是蔗糖，日均生長均在3 cm以上；以果糖為碳源的培養基上菌絲生長較慢，日均生長為1.663 cm；菌絲生長最慢的是糊精，日均生長為1.474 cm。

1～7分別是：葡萄糖，果糖，麥芽糖，蔗糖，糊精，淀粉，纖維素

圖1 不同碳源對草菇菌絲生長的影響

從表1和圖1的菌絲長勢上看，可溶性淀粉為碳源，長勢最好，菌絲粗壯、潔白、濃密，且菌落完整；其次是葡萄糖、纖維素、麥芽糖和蔗糖，以果糖、糊精為碳源菌絲長勢最差，菌絲稀疏、灰白、呈絨毛狀，且菌落不完整。 表1

2.2 不同氮源物質對草菇菌絲生長的影響

由表2、圖2可以看出，不同氮源對草菇菌絲生長速度有明顯影響。以酵母粉為氮源菌絲生長最快，日均生長為5.234 cm；其次是硝酸鉀，日均生長為5.188 cm；第三是蛋白胨，日均生長為4.878 cm；以尿素、硫酸銨、硝酸銨為氮源的培養基上菌絲生長最慢，日均生長為0.456～1.411 cm。

1～6分別是：尿素，蛋白胨，硝酸鉀，硝酸銨，硫酸銨，酵母

圖2 不同氮源對草菇菌生長的影響

從表2和圖2的菌絲長勢上看，以蛋白胨為氮源的培養基上，菌絲長勢最佳，菌落粗壯、完整、潔白、濃密；其次是以酵母粉為氮源的培養基；而以硝酸鉀為氮源的培養基菌絲長勢細弱、稀疏，但菌落完整；而以尿素、硝酸銨和硫酸銨為碳源的培養基幾乎不生長。綜合菌絲長速和菌絲長勢分析，草菇菌絲在有機氮源的培養基上比在無機氮源上生長的好，且以蛋白胨為氮源的培養基上生長最好。

2.3 不同碳氮比對草菇菌絲生長的影響

由表3可以看出，不同碳氮比對草菇菌絲生長速度有明顯影響。在可溶性淀粉濃度固定在3%的水平上，以蛋白胨作為氮源條件下，碳氮比10∶ 1的培養基上，菌絲長速最快，日均生長1.938 cm；隨著碳氮比的增大，平均日長速有降低的趨勢，碳氮比以90∶ 1的培養基上，日均增長速度最慢，為0.586 cm。

從表3和圖3的菌絲長勢上看，在碳氮比10∶ 1～30∶ 1范圍內，草菇菌絲長勢最好，菌絲潔白、濃密、粗壯，菌落完整；在碳氮比40∶ 1～80∶ 1范圍內，菌絲長勢一般；而在碳氮比90∶ 1～100∶ 1范圍內，菌絲長勢最差，菌絲不夠濃密，略顯稀疏，菌落不夠完整。綜合菌絲長速和菌絲長勢分析，可以得出，本試驗草菇菌絲生長的最佳碳氮比為10∶ 1。

圖3 不同碳氮比對草菇菌絲生長的影響

2.4 不同碳源濃度對草菇菌絲生長的影響

從表4可以看出，以蛋白胨為氮源，在碳氮比為10∶ 1條件下，以可溶性淀粉濃度為5.0%的培養基上，草菇菌絲生長最快，日均生長4.020 cm；當淀粉濃度小于5.0%時，菌絲長速隨著濃度降低而減慢；當淀粉濃度大于5.0%時，菌絲長速呈下降趨勢。

從表4和圖4的菌絲長勢可看出，當淀粉濃度小于5.0%或大于5.0%時，菌絲長勢較差，不夠濃密，菌落不夠完整；但在淀粉濃度為5.0%的培養基上，菌絲長勢最好，菌絲潔白且濃密健壯，菌落完整。綜合分析可知，草菇菌絲生長的最適碳源濃度為5.0%。

圖4 不同碳源濃度對草菇菌絲生長的影響

2.5 碳源濃度和碳氮比正交試驗

在單因素試驗的基礎上，對可溶性淀粉濃度和碳氮比進行兩因素三水平的正交試驗。試驗數據經Sharetop Software Studio公司開發的latin正交軟件處理，由正交試驗結果（表5）可以看出，兩

個因素對草菇菌絲長速的影響順序為：碳氮比>可溶性淀粉濃度。結合表6和圖5的菌絲長勢情況，可確定最優方案為：淀粉濃度5.0%、碳氮比20∶ 1，按該方案進行隨后優化試驗。

圖5 碳源濃度和碳氮比正交試驗

2.6 不同溫度對草菇菌絲生長的影響

草菇菌絲在一定的溫度范圍內均可生長。從表7的菌絲長速可以看出，在20℃時，菌絲生長最慢，日均生長0.963 cm，隨著溫度的升高菌絲長速呈增大趨勢，以40℃菌絲生長最快，溫度低不利于草菇菌絲的生長。

從表7和圖6的菌絲長勢看，在30～40℃范圍內，菌絲濃密、較粗壯、白且菌落完整；在25℃以下，菌絲稀疏，呈絨毛狀；在35℃時，菌絲長勢最佳。故綜合菌絲長速和菌絲長勢分析，草菇菌絲生長的適宜溫度范圍為30～40℃，其最適生長溫度應為35℃。

2.7 不同pH值對草菇菌絲生長的影響

從表8和圖7菌絲長勢看，不同pH條件下，草菇菌絲生長狀況明顯不同。在pH值6.5～7.5之間，菌絲潔白、濃密、粗壯、生長快，菌落完整；且在pH值7.5時，長速最快，日均生長2.871 cm；而在pH值5.5～6.0時，菌絲幾乎不生長，菌絲比較稀疏，菌落不完整：而高于7.5菌絲不夠稠密，較粗壯。所以，適宜草菇菌絲生長的pH值范圍為6.5～7.5，最適pH值為7.5。由此說明，草菇菌絲適宜在偏堿性條件下生長。

3 小結

菌絲長勢和菌絲長速是衡量菌絲優劣的兩個關鍵因素，兩者缺一不可，相輔相成。對食用菌而言，菌絲長勢優，表明菌絲活力旺盛、抗雜和抗病能力強，這對于提高出菇能力和子實體的產量和品質有直接關系。另外，在菌絲長勢弱的情況下，菌絲長速快，有可能是營養不良引起的菌絲徒長，這正是營養失衡的表現。所以，菌絲長勢比菌絲長速更為重要。

根據菌絲長速和菌絲長勢分析，天達V901草菇在7種常見碳源中菌絲生長的優劣次序依次為淀粉、葡萄糖、纖維素、麥芽糖、蔗糖、果糖、糊精。 適宜草菇菌絲生長的氮源是蛋白胨和酵母粉等有機氮源，而蛋白胨是對草菇菌絲生長最有利的氮源。 草菇菌絲在碳氮比10∶ 1～30∶ 1的范圍內均能生長良好，而適宜草菇菌絲生長的最佳碳氮比是10∶ 1。 在淀粉濃度4.0%～6.0%范圍內，草菇菌絲長勢較好，且在可溶性淀粉濃度為5.0%時，菌絲生長最好，菌絲濃密、粗壯、潔白。 在30～40℃的溫度范圍內，草菇菌絲均能生長良好；但以35℃菌絲生長最好，菌落完整，菌絲濃密、潔白。 草菇菌絲在偏堿性環境中長勢較好，即在pH值6.5～7.5范圍內長勢較好，而其最適的pH值為7.5。

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