黑木耳菌株農藝性狀主成分分析與綜合評價

劉俊嬌， 孟秀秀， 李 曉， 李 玉

(1.吉林農業大學食藥用菌教育部工程研究中心，吉林長春 130118； 2.吉林農業大學農學院，吉林長春 130118)

木耳作為我國傳統栽培的食用菌是世界上產量僅次于香菇、雙孢蘑菇的第三大栽培食用菌[1]，目前栽培品種較少、農藝性狀與遺傳多樣性單一。且部分地區出現了菌包污染率高、耳片不耐水和抗雜性差等問題。筆者收集歸類東北地區主要木耳產區栽培菌株31個，國內、美國和非洲的野生菌株15個，國內栽培菌株遺傳多樣性單一，野生菌株遺傳多樣性豐富。基于農藝性狀的聚類研究對種質資源庫的建立是十分必要的；主成分分析[2]主要是利用降維的思想，將原來的指標進行重新組合，形成一組彼此無關和信息互不重合的新指標。同時從中按一定的原則和實際需要抽取較少的綜合指標，用以反映原來指標所攜帶的較高比例的信息量。采用主成分分析可以快速找到反映木耳農藝性狀的主要性狀[3]。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試菌株 供試菌株共48個，均由食藥用菌教育部工程研究中心提供，其菌株特性及來源詳見表1、表2。

1.1.2 供試培養基 母種固體培養基[馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養基]：去皮馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂20 g、水1 000 mL，pH值為6.5～6.7。

栽培袋配方為粗木屑45%、細木屑40%、麥麩12%、大豆粉1.5%、石膏1%、石灰0.5%，含水量55%，滅菌前調節pH值為7.5～8.0。使用規格為16.2 cm×35 cm的聚乙烯塑料袋，1袋裝干料約0.5 kg，中間為預留孔，插棒進行封口。109 ℃滅菌8 h。在超凈條件下用液體菌種進行接種。

1.2 農藝性狀統計

表1 供試栽培菌株

1.2.1 出耳管理 采用東北地區的小耳單片掛袋栽培模式，菌包接菌后25 ℃恒溫培養，一般35 d～40 d菌絲即可長滿菌袋。在20 ℃條件下進行打孔催芽處理，濕度為85%～90%，當菌袋表面出現原基后進行掛袋，保持濕度為90%～95%、CO2濃度為450～850 mg/L。當耳片展開至3～5 cm可孕面出現少量孢子時即可采摘[2]。

表2 供試野生菌株

1.2.2 農藝性狀指標和統計方法 對部分農藝性狀進行統計與分析，包括菌包滿袋時間(d)、原基形成時間(d)、原基分化時間(d)、出芽率(%)、出耳周期(d)、耳片總數、百片質量(g)、轉化率(%)、濕干比和產量(g)等。菌包滿袋時間(d)=接種至菌絲長滿菌包時間；原基形成時間(d)=打孔至原基形成的時間；原基分化時間(d)=原基形成至第1茬耳片采收時間；出芽 率= 菌包原基分化數量/打孔數×100%；出耳周期 (d)= 第1茬采耳至最后1茬采耳時間；百片質量(g)=隨機挑選每編號菌種耳片100片質量；轉化率=耳片鮮質量/干料質量×100%；濕干比=泡發后鮮耳片的質量/泡發前干耳片的質量。

1.3 數據處理與分析方法

農藝性狀的所有數據錄入SPSS 22.0軟件，成為原始數據庫，同時進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 木耳品質分析

供試菌株的差異性明顯，主要體現在原基形成時間、耳片褶皺數量和出芽率等方面，具體見表3。影響木耳品質的主要因素包括耳片褶皺數量、耳片色差和產量3個因素，對表3中數據進行綜合性分析，結果表明褶皺數量與褶皺深度具有明顯的相關性；產量與耳片數量、出芽率和轉化率具有明顯的相關性；而耳片色差與任何農藝性狀都不具有相關性(表4)。也就是說褶皺深度、耳片數量、出芽率和轉化率也可以作為木耳品質評價的標準。

表3 供試菌株的農藝性狀

續表3

表4 相關性分析

2.2 主成分分析

供試菌株在農藝性狀方面存在一定差異，根據主成分提取方法[3]從14個農藝性狀中提取出5個主成分(表5、表6)，結果表明，前5個主成分的累積貢獻率為82.36%，即這5個農藝性狀所含信息占整體信息量的82.36%，符合分析要求。由主成分荷載矩陣可以看出，原基分化時間、出芽率、耳片數量、產量、轉化率在第1個因子上有較高的載荷，第1個因子主要解釋了這幾個變量，可解釋為產量性狀；耳片褶皺深度、

表5 主成分分析解釋的總方差

褶皺數量在第2個因子上有較高的載荷，第2個因子主要解釋了這2個變量，可解釋為耳片形態性狀；滿袋時間、百片質量在第3個因子上有較高的載荷，第3個因子主要解釋了這2個變量；耳片色差、耳片厚度、濕干比在第4個因子上有較高的載荷，第4個因子主要解釋了這3個變量，可解釋為耳片質量特征；出耳周期、原基形成時間在第5個因子上有較高的載荷，第5個因子主要解釋了這2個變量，可解釋為生育期性狀。產量-耳片形態可作為木耳農藝性狀的主要評價指標。

表6 主成分載荷矩陣

3 討論

木耳是我國傳統的出口產品[4]，從1949年至2011年產量增加了130倍，但目前對木耳的研究主要集中在通過分子標記技術揭示種質資源親緣關系的遠近[5-6]、遺傳多樣性[7-9]等方面，對農藝性狀的研究較少[10-11]，農藝性狀的研究是構建種質資源庫的基礎。農藝性狀是對種質資源進行評價的重要標準，目前食藥用菌的新品種的登記和審定均以農藝性狀為評價標準。通過主成分分析明確在木耳種質資源評價中的重要指標，為后續工作的展開及育種工作的進行提供基礎。掌握品種的特性，針對不同地區和不同季節進行生產安排，對生產具有指導意義。

傳統木耳的品質一直用木耳耳片褶皺數量、耳片色差和產量來評價，本研究通過相關性分析明確，褶皺深度、出芽率、耳片數量和轉化率也可以作為木耳品質評價的指標，豐富了木耳的評價體系， 與主成分分析結果一致。同時篩選得到品質優的栽培菌株8個，適合在東北地區進行栽培。