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松茸菌絲體液體培養(yǎng)方式及其最適培養(yǎng)基的篩選

2014-10-23 03:55:13張麗郭成金
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年8期

張麗+郭成金

摘要:首次通過對松茸菌絲體的液體培養(yǎng)方式的比較,選擇以間歇性手搖的方式進(jìn)行篩選,以松茸菌絲體生物量(干質(zhì)量)為主要指標(biāo),首先采用單因素試驗(yàn)分別篩選出2種最適碳氮源,再結(jié)合L9(34)正交設(shè)計方法,最終得到最適液體培養(yǎng)基配方:蔗糖30.00 g/L,麥芽糖20.00 g/L,酵母粉2.50 g/L,麥麩25.00 g/L(浸提液),KH2PO4 2.50 g/L,MgSO4·7H2O 1.50 g/L,維生素B1 8 mg/L,pH值自然條件。25 ℃靜置培養(yǎng)12 h,再每隔12 h水平往復(fù)手搖約5 min,培養(yǎng)72 h,其生物量可達(dá)10.92 g/L。與前人試驗(yàn)結(jié)果相比,該方式周期更短,生物量更高。

關(guān)鍵詞:松茸;間歇性手搖;菌絲體;生物量;液體培養(yǎng)基;正交設(shè)計;周期。

中圖分類號:S646.1+50.4+3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1002-1302(2014)08-0245-03

松茸[Tricholoma matsutake (S. Ito & S. Imai) Singer]別稱松口蘑,屬擔(dān)子菌門傘菌亞門傘菌綱傘菌亞綱傘菌目口蘑科口蘑屬[1],是一種珍稀瀕危的食藥用真菌,國家級二級保護(hù)植物,有極高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟(jì)價值[2]。松茸是共生菌,世界范圍內(nèi)研究松茸人工栽培已有幾十年的歷史,然而至今仍無突破性的成果。目前,隨著松茸生理生態(tài)研究的深入,松茸菌絲的純培養(yǎng)及子實(shí)體的仿生態(tài)栽培已取得了一定的進(jìn)展,但僅能做到接種式的半人工栽培,真正的人工栽培還沒有實(shí)現(xiàn)[3-4]。目前,很多國內(nèi)外學(xué)者采用高新技術(shù)從分子生物學(xué)角度研究松茸外生菌根的形成機(jī)理、分子特性和它們的遺傳特征序列[5-8],以此作為分子標(biāo)記,既可研究松茸的起源和親緣關(guān)系,又可為建立松茸基因庫打下基礎(chǔ),以備將來用以挽救其可能滅絕的命運(yùn)[3]。自日本學(xué)者洪田捻(1947)、廣江勇(1957)和小川真(1987)等先后報道了分離培養(yǎng)松茸菌絲體的方法、培養(yǎng)基、菌落形態(tài)和菌絲類型[9]并為松茸菌種分離提供了成功的經(jīng)驗(yàn)以來,人們采用不同的方法從不同的角度對松茸菌絲體純培養(yǎng)[10-11]、液體發(fā)酵[12-13]等進(jìn)行了許多研究,通過對松茸菌絲體的獲得、擴(kuò)繁及其鑒定證實(shí)了在合理控制試驗(yàn)條件下可以進(jìn)行松茸菌絲體液體擴(kuò)繁,且擴(kuò)繁后的菌絲體與原種依然保持種質(zhì)的一致性[14]。筆者運(yùn)用不同于前人的試驗(yàn)設(shè)計,通過碳氮源單因素試驗(yàn),并結(jié)合L9(34)正交設(shè)計對松茸菌絲體最適液體培養(yǎng)基進(jìn)行了系統(tǒng)的篩選,為松茸液體發(fā)酵及今后的育種等提供了理論依據(jù)及技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試菌種

松茸,由北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)研究院提供,編號為ACC51071。

1.2 培養(yǎng)基

1.2.1 綜合培養(yǎng)基 棉籽皮200.00 g/L(浸提液)、馬鈴薯200.00 g/L(浸提液)、葡萄糖20.00 g/L、KH2PO4 3.00 g/L、MgSO4·7H2O 1.50 g/L、維生素B1 0.004 g/L、瓊脂18.00 g/L,pH值自然條件。

1.2.2 碳源初選培養(yǎng)基 酵母粉3.00 g/L,KH2PO4 3.00 g/L,MgSO4·7H2O 1.50 g/L,維生素B1 0.004 g/L,pH值自然條件。分別以葡萄糖 20.00 g/L、麥芽糖 20.00 g/L、蔗糖 20.00 g/L、馬鈴薯200.00 g/L(浸提液)、玉米20.00 g/L(浸提液)為供試碳源。

1.2.3 氮源初選培養(yǎng)基 葡萄糖20.00 g/L,KH2PO4 3.00 g/L,MgSO4·7H2O 1.50 g/L,維生素B1 4 mg/L,pH值自然。分別以酵母粉3.00 g/L、蛋白胨3.00 g/L、牛肉膏3.00 g/L、硝酸銨3.00 g/L、麥麩20.00 g/L(浸提液)為供試氮源。

1.3 試劑與儀器設(shè)備

SW-CJ-2FD 雙人單面凈化工作臺(江蘇蘇州凈化設(shè)備有限公司);YXQG02手提式壓力蒸汽消毒器(山東新華醫(yī)療器械廠);WDP型微生物多用培養(yǎng)箱(廣東省醫(yī)療器械廠);BS224S電子分析天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)股份有限公司);AP-01D 真空泵(天津奧特塞恩斯儀器有限公司);DHG-9240電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 菌種活化與提純復(fù)壯 將保存的松茸菌種提前3 d活化,在無菌條件下接種于斜面綜合培養(yǎng)基上,25 ℃培養(yǎng) 5 d,再挑取健壯的菌絲前端,接種于平板綜合培養(yǎng)基上,于 25 ℃ 培養(yǎng) 6 d,備用。

1.4.2 菌絲體液體培養(yǎng) 用打孔器在生長健壯的菌絲體前端,挑取大小相同約0.5 cm2的菌塊,接種于液體培養(yǎng)基中,每瓶5塊。25 ℃靜置培養(yǎng)12 h,再每隔12 h水平往復(fù)手搖約5 min,培養(yǎng)72 h,每個水平3次重復(fù)。

1.4.3 菌絲體干質(zhì)量測量 濾紙編號,分別用電子天平稱重,將培養(yǎng)84 h的松茸菌絲體抽濾后,于60 ℃烘箱中烘干至恒重,用電子天平再次稱重。

1.4.4 碳氮源培養(yǎng)基正交試驗(yàn) 依據(jù)碳源、氮源單因素試驗(yàn)的結(jié)果,各選擇2個較好的碳氮源,按L9(34)設(shè)計4因素3水平正交試驗(yàn)(表1)進(jìn)行復(fù)選,與KH2PO4 3.0 g/L、MgSO4·7H2O 1.50 g/L、維生素B1 0.004 g/L組成9個試驗(yàn)配方,篩選出最佳碳氮源組合。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同液體培養(yǎng)方式對松茸菌絲體生長狀況的影響endprint

試驗(yàn)初期筆者首次進(jìn)行了3種液體培養(yǎng)方式的篩選,分別為靜置培養(yǎng)(圖1-a)、120 r/min搖床培養(yǎng)(圖1-b)和間歇性手搖培養(yǎng)(圖1-c),各72 h。由于松茸菌絲生長迅速,靜置培養(yǎng)12 h后菌絲體即可連成片,浮于液體表面,抽濾后菌絲體生物量誤差較大,且不利于獲取菌絲體片段。搖床培養(yǎng)的液體渾濁,菌絲細(xì)小黏稠,不宜抽濾和分離。間歇性手搖是接種后靜置培養(yǎng)12 h,再每隔12 h水平往復(fù)手搖約5 min,培養(yǎng)一段時間后的菌絲體分布均勻,清晰可見,較容易抽濾,且動靜相間法所培養(yǎng)的菌絲體更有利于原生質(zhì)體的制備和誘變育種[15],所以最終采取間歇性手搖方式進(jìn)行后期試驗(yàn)。

2.2 不同碳源對松茸菌絲體生物量的影響

碳源是構(gòu)成細(xì)胞基本骨架的營養(yǎng)物質(zhì),同時也為基本生命過程提供能源,試驗(yàn)結(jié)果(表3)表明,在5種供試碳源中,以蔗糖為碳源的菌絲體生物量最高,麥芽糖次之,再次為葡萄糖、玉米粒,馬鈴薯最低。統(tǒng)計學(xué)方差分析結(jié)果(表4)表明,F(xiàn)值為14.478>F0.01(4,10)=5.994[16],表明不同碳源培養(yǎng)基對松茸菌絲體生物量的影響在0.01水平上差異顯著。Duncans

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明,松茸菌絲體生長的最適液體培養(yǎng)基為蔗糖30.00 g/L、麥芽糖20.00 g/L、酵母粉2.50 g/L、麥麩 25.00 g/L(浸提液)、KH2PO4 2.50 g/L、MgSO4·7H2O 1.50 g/L、維生素B1 8 mg/L,pH值自然條件。25 ℃靜置培養(yǎng)12 h,再每隔12 h 水平往復(fù)手搖約5 min,培養(yǎng)72 h,其生物量可達(dá) 10.92 g/L,與前人試驗(yàn)結(jié)果相比,本研究周期更短,生物量更高。采用間歇性手搖的方式培養(yǎng),得到的菌絲體分散均勻,生物量高,便于日后的原生質(zhì)體制備和誘變育種。

參考文獻(xiàn):

[1]戴玉成,楊祝良. 中國藥用真菌名錄及部分名稱的修訂[J]. 菌物學(xué)報,2008,27(6):801-824.

[2]弓明欽,王鳳珍. 從國際松茸市場動向看國產(chǎn)松茸的應(yīng)對措施[J]. 國土與自然資源研究,2004,02(2):88-89.

[3]周選圍. 松茸資源研究概況[J]. 食用菌學(xué)報,2002,9(1):50-56.

[4]邵麗麗,王艷臣,羅春玲. 松口蘑研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 中國林副特產(chǎn),2009,101(4):109-110.

[5]Vaario L M,Heinonsalo J,Spetz P,et al. The ectomycorrhizal fungus Tricholoma matsutake is a facultative saprotroph in vitro[J]. Mycorrhiza,2012,22(6):409-418.

[6]Kataoka R,Siddiqui Z A,Kikuchi J,et al. Detecting nonculturable bacteria in the active mycorrhizal zone of the pine mushroom Tricholoma matsutake[J]. Journal of Microbiology,2012,50(2):199-206.

[7]Vaario L M,F(xiàn)ritze H,Spetz P,et al.Tricholoma matsutake dominates diverse microbial communities in different forest soils[J]. Appl Environ Microbiol,2011,77(24):8523-8531.

[8]Ding X,Hou Y L. Identification of genetic characterization and volatile compounds of Tricholoma matsutake from different geographical origins[J]. Biochemical Systematics and Ecology,2012,44(44):233-239.

[9]劉振欽,高勇秀,王子權(quán). 松茸菌絲體分離培養(yǎng)研究初報[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1989,11(2):13-16,120.

[10]Hirato H,Kitamoto Y. Effect of physico-chemical characteristics of the culture substrate and nutritional conditions on mycelial growth in Tricholoma matsutake[J]. Mushroom Sci Biotechnol,1995(2):17-22.

[11]曹張軍,張興群,呂小鷹,等. 一個適合松茸菌絲生長的加富培養(yǎng)基[J]. 食用菌學(xué)報,2007,14(3):41-43.

[12]李長田,刁盈盈,毛欣欣,等. 松茸液態(tài)發(fā)酵菌絲生長量因子的研究[J]. 菌物學(xué)報,2012,31(2):229-234.

[13]王淑珍,白 晨,高 雁,等. 松茸液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的篩選與科學(xué)依據(jù)[J]. 食用菌,2000,22(6):4-5.

[14]張微思,羅孝坤,張麗英,等. 松茸菌絲體的純培養(yǎng)及其鑒定[J]. 中國食用菌,2010,29(3):34-36.

[15]曲鴻雁,郭成金.冬蟲夏草與蛹蟲草融合子菌絲體液體培養(yǎng)基篩選[J]. 中國釀造,2013,32(3):106-109.

[16]杜榮騫.生物統(tǒng)計學(xué)[M]. 北京:高等教育出版社,2003:263-265.

[17]曾東方,陳 玢,高孟文. 不同氮源對松茸菌絲生長的影響[J]. 食用菌,2010,32(4):10-11.

[18]趙秀芳. 不同碳氮源對松口蘑菌絲生長的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,33(3):429-429,431.

[19]劉西周,郭成金. 采用L9(34)正交設(shè)計方法篩選血耳菌絲體液體培養(yǎng)基[J]. 中國食用菌,2009,28(1):36-38.

[20]楊民和,楊新美,陳立國.松茸的營養(yǎng)生理及培養(yǎng)基的篩選[J]. 菌物系統(tǒng),2000,19(2):272-277.endprint

試驗(yàn)初期筆者首次進(jìn)行了3種液體培養(yǎng)方式的篩選,分別為靜置培養(yǎng)(圖1-a)、120 r/min搖床培養(yǎng)(圖1-b)和間歇性手搖培養(yǎng)(圖1-c),各72 h。由于松茸菌絲生長迅速,靜置培養(yǎng)12 h后菌絲體即可連成片,浮于液體表面,抽濾后菌絲體生物量誤差較大,且不利于獲取菌絲體片段。搖床培養(yǎng)的液體渾濁,菌絲細(xì)小黏稠,不宜抽濾和分離。間歇性手搖是接種后靜置培養(yǎng)12 h,再每隔12 h水平往復(fù)手搖約5 min,培養(yǎng)一段時間后的菌絲體分布均勻,清晰可見,較容易抽濾,且動靜相間法所培養(yǎng)的菌絲體更有利于原生質(zhì)體的制備和誘變育種[15],所以最終采取間歇性手搖方式進(jìn)行后期試驗(yàn)。

2.2 不同碳源對松茸菌絲體生物量的影響

碳源是構(gòu)成細(xì)胞基本骨架的營養(yǎng)物質(zhì),同時也為基本生命過程提供能源,試驗(yàn)結(jié)果(表3)表明,在5種供試碳源中,以蔗糖為碳源的菌絲體生物量最高,麥芽糖次之,再次為葡萄糖、玉米粒,馬鈴薯最低。統(tǒng)計學(xué)方差分析結(jié)果(表4)表明,F(xiàn)值為14.478>F0.01(4,10)=5.994[16],表明不同碳源培養(yǎng)基對松茸菌絲體生物量的影響在0.01水平上差異顯著。Duncans

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明,松茸菌絲體生長的最適液體培養(yǎng)基為蔗糖30.00 g/L、麥芽糖20.00 g/L、酵母粉2.50 g/L、麥麩 25.00 g/L(浸提液)、KH2PO4 2.50 g/L、MgSO4·7H2O 1.50 g/L、維生素B1 8 mg/L,pH值自然條件。25 ℃靜置培養(yǎng)12 h,再每隔12 h 水平往復(fù)手搖約5 min,培養(yǎng)72 h,其生物量可達(dá) 10.92 g/L,與前人試驗(yàn)結(jié)果相比,本研究周期更短,生物量更高。采用間歇性手搖的方式培養(yǎng),得到的菌絲體分散均勻,生物量高,便于日后的原生質(zhì)體制備和誘變育種。

參考文獻(xiàn):

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[3]周選圍. 松茸資源研究概況[J]. 食用菌學(xué)報,2002,9(1):50-56.

[4]邵麗麗,王艷臣,羅春玲. 松口蘑研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 中國林副特產(chǎn),2009,101(4):109-110.

[5]Vaario L M,Heinonsalo J,Spetz P,et al. The ectomycorrhizal fungus Tricholoma matsutake is a facultative saprotroph in vitro[J]. Mycorrhiza,2012,22(6):409-418.

[6]Kataoka R,Siddiqui Z A,Kikuchi J,et al. Detecting nonculturable bacteria in the active mycorrhizal zone of the pine mushroom Tricholoma matsutake[J]. Journal of Microbiology,2012,50(2):199-206.

[7]Vaario L M,F(xiàn)ritze H,Spetz P,et al.Tricholoma matsutake dominates diverse microbial communities in different forest soils[J]. Appl Environ Microbiol,2011,77(24):8523-8531.

[8]Ding X,Hou Y L. Identification of genetic characterization and volatile compounds of Tricholoma matsutake from different geographical origins[J]. Biochemical Systematics and Ecology,2012,44(44):233-239.

[9]劉振欽,高勇秀,王子權(quán). 松茸菌絲體分離培養(yǎng)研究初報[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1989,11(2):13-16,120.

[10]Hirato H,Kitamoto Y. Effect of physico-chemical characteristics of the culture substrate and nutritional conditions on mycelial growth in Tricholoma matsutake[J]. Mushroom Sci Biotechnol,1995(2):17-22.

[11]曹張軍,張興群,呂小鷹,等. 一個適合松茸菌絲生長的加富培養(yǎng)基[J]. 食用菌學(xué)報,2007,14(3):41-43.

[12]李長田,刁盈盈,毛欣欣,等. 松茸液態(tài)發(fā)酵菌絲生長量因子的研究[J]. 菌物學(xué)報,2012,31(2):229-234.

[13]王淑珍,白 晨,高 雁,等. 松茸液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的篩選與科學(xué)依據(jù)[J]. 食用菌,2000,22(6):4-5.

[14]張微思,羅孝坤,張麗英,等. 松茸菌絲體的純培養(yǎng)及其鑒定[J]. 中國食用菌,2010,29(3):34-36.

[15]曲鴻雁,郭成金.冬蟲夏草與蛹蟲草融合子菌絲體液體培養(yǎng)基篩選[J]. 中國釀造,2013,32(3):106-109.

[16]杜榮騫.生物統(tǒng)計學(xué)[M]. 北京:高等教育出版社,2003:263-265.

[17]曾東方,陳 玢,高孟文. 不同氮源對松茸菌絲生長的影響[J]. 食用菌,2010,32(4):10-11.

[18]趙秀芳. 不同碳氮源對松口蘑菌絲生長的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,33(3):429-429,431.

[19]劉西周,郭成金. 采用L9(34)正交設(shè)計方法篩選血耳菌絲體液體培養(yǎng)基[J]. 中國食用菌,2009,28(1):36-38.

[20]楊民和,楊新美,陳立國.松茸的營養(yǎng)生理及培養(yǎng)基的篩選[J]. 菌物系統(tǒng),2000,19(2):272-277.endprint

試驗(yàn)初期筆者首次進(jìn)行了3種液體培養(yǎng)方式的篩選,分別為靜置培養(yǎng)(圖1-a)、120 r/min搖床培養(yǎng)(圖1-b)和間歇性手搖培養(yǎng)(圖1-c),各72 h。由于松茸菌絲生長迅速,靜置培養(yǎng)12 h后菌絲體即可連成片,浮于液體表面,抽濾后菌絲體生物量誤差較大,且不利于獲取菌絲體片段。搖床培養(yǎng)的液體渾濁,菌絲細(xì)小黏稠,不宜抽濾和分離。間歇性手搖是接種后靜置培養(yǎng)12 h,再每隔12 h水平往復(fù)手搖約5 min,培養(yǎng)一段時間后的菌絲體分布均勻,清晰可見,較容易抽濾,且動靜相間法所培養(yǎng)的菌絲體更有利于原生質(zhì)體的制備和誘變育種[15],所以最終采取間歇性手搖方式進(jìn)行后期試驗(yàn)。

2.2 不同碳源對松茸菌絲體生物量的影響

碳源是構(gòu)成細(xì)胞基本骨架的營養(yǎng)物質(zhì),同時也為基本生命過程提供能源,試驗(yàn)結(jié)果(表3)表明,在5種供試碳源中,以蔗糖為碳源的菌絲體生物量最高,麥芽糖次之,再次為葡萄糖、玉米粒,馬鈴薯最低。統(tǒng)計學(xué)方差分析結(jié)果(表4)表明,F(xiàn)值為14.478>F0.01(4,10)=5.994[16],表明不同碳源培養(yǎng)基對松茸菌絲體生物量的影響在0.01水平上差異顯著。Duncans

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明,松茸菌絲體生長的最適液體培養(yǎng)基為蔗糖30.00 g/L、麥芽糖20.00 g/L、酵母粉2.50 g/L、麥麩 25.00 g/L(浸提液)、KH2PO4 2.50 g/L、MgSO4·7H2O 1.50 g/L、維生素B1 8 mg/L,pH值自然條件。25 ℃靜置培養(yǎng)12 h,再每隔12 h 水平往復(fù)手搖約5 min,培養(yǎng)72 h,其生物量可達(dá) 10.92 g/L,與前人試驗(yàn)結(jié)果相比,本研究周期更短,生物量更高。采用間歇性手搖的方式培養(yǎng),得到的菌絲體分散均勻,生物量高,便于日后的原生質(zhì)體制備和誘變育種。

參考文獻(xiàn):

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[3]周選圍. 松茸資源研究概況[J]. 食用菌學(xué)報,2002,9(1):50-56.

[4]邵麗麗,王艷臣,羅春玲. 松口蘑研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 中國林副特產(chǎn),2009,101(4):109-110.

[5]Vaario L M,Heinonsalo J,Spetz P,et al. The ectomycorrhizal fungus Tricholoma matsutake is a facultative saprotroph in vitro[J]. Mycorrhiza,2012,22(6):409-418.

[6]Kataoka R,Siddiqui Z A,Kikuchi J,et al. Detecting nonculturable bacteria in the active mycorrhizal zone of the pine mushroom Tricholoma matsutake[J]. Journal of Microbiology,2012,50(2):199-206.

[7]Vaario L M,F(xiàn)ritze H,Spetz P,et al.Tricholoma matsutake dominates diverse microbial communities in different forest soils[J]. Appl Environ Microbiol,2011,77(24):8523-8531.

[8]Ding X,Hou Y L. Identification of genetic characterization and volatile compounds of Tricholoma matsutake from different geographical origins[J]. Biochemical Systematics and Ecology,2012,44(44):233-239.

[9]劉振欽,高勇秀,王子權(quán). 松茸菌絲體分離培養(yǎng)研究初報[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1989,11(2):13-16,120.

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