Na2Fe-EDTA對不同濃度Cd2+脅迫平菇生長特性的影響

佘婷婷 吳映明生書晶 譚偉祥 陸少妃 陳 曉

（廣東第二師范學院生物與食品工程學院，廣東廣州510303）

平菇（Pleurotus ostreatus）又名側耳、糙皮側耳，屬擔子菌門下傘菌目側耳科，含蛋白多糖體對癌細胞有很強的抑制作用，具有增強機體免疫功能。研究表明食用菌極易富集重金屬[1]。重金屬脅迫下會影響平菇的生長特性[2]。土壤環境質量直接關系到農產品的安全，重金屬污染土壤修復成為當前熱點問題，對于如何降低食用菌中重金屬含量已成為當下最需要解決的問題。Na2Fe-EDTA是植物組織培養用鐵鹽，同時也是農業上常用的一種鐵肥，能與重金屬發生螯合作用，從而能降低土壤中重金屬濃度。但使用鐵肥降低食用菌培養料中重金屬濃度的研究卻非常少，螯合劑在食用菌栽培料中應用未見報道。因此筆者通過在平菇培養料中加入Na2Fe-EDTA，研究Na2Fe-EDTA對平菇生長特性的影響，以供生產實踐及其他科研同行參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

平菇菌株為平菇P10，購自廣東省微生物研究所菌種保藏中心。培養料配方為棉籽殼30%，麩皮9.2%，石膏粉0.8%，料含水量60%。試劑有氯化鎘[CdCl2·5H2O]（分析純）、EDTA（分析純）、Fe2SO4（分析純）、65%硝酸、35%過氧化氫、Na2Fe-EDTA[2]。儀器有WX-8000消解儀（上海屹儀器科技發展有限公司）、FA1104B萬分之一電子天平（上海越平科學儀器有限公司）、SpectrAA220FS原子吸收光譜儀（美國瓦里安公司）、LRH-250-G光照培養箱（韶關市泰宏醫療器械有限公司）、KH-45A電熱恒溫干燥箱（康恒儀器有限公司）、SYQ-DSX-280B立式壓力蒸汽滅菌器（上海博迅實業有限公司醫療設備廠）。

1.2 試驗方法

1.2.1 制備培養料

配方拌料后，設置Cd2+污染組：向料中加入2.5 mg/kg、5 mg/kg、10 mg/kg、20 mg/kg 4種不同濃度Cd2+；有鐵肥Cd2+污染組：在無鐵肥Cd2+污染組基礎上加入56 mg/kg的Na2Fe-EDTA；不添加Cd2+（有鐵肥和無鐵肥）為對照。之后培養料浸8 h再分裝。分別裝入統一規格的200 mL果醬瓶，每瓶培養料為135 g，每個處理濃度5次重復。培養料裝瓶加蓋后126℃滅菌1 h。滅菌后待自然冷卻后接種，接種量為2%。

1.2.2 培養條件與時間

菌絲培養：培養箱26℃培養20 d，每5 d記錄一次菌絲生長速度，記錄4次，共培養20 d。

出菇管理：空氣相對濕度為80%、溫度為15℃，出菇兩潮，出菇后適時采收，并及時測量產量和記錄出菇時間。

1.2.3 數據分析與公式[3]

所得數據用SPSS V19.0軟件進行處理分析。

菌絲生長速度（mm/d）=5 d的菌絲生長長度（mm）/5（d）

生物學效率（%）=（子實體鮮重/培養料干重）×100%

2 結果與分析

2.1 Na2Fe-EDTA對不同濃度Cd2+脅迫下平菇菌絲生長速度的影響

如表1所示，不添加Cd2+對照的有鐵肥組比無鐵肥組菌絲生長速度要慢；培養料中加入Cd2+后，有鐵肥組和無鐵肥組平菇菌絲生長速度均降低。無鐵肥污染組中，當Cd2+濃度達20 mg/kg時平菇菌絲生長速度下降幅度高達20%，說明平菇菌絲生長受Cd2+抑制，加入鐵肥后菌絲生長速度下降明顯減慢，下降比例減少至13%，表明鐵肥對在Cd2+脅迫下平菇菌絲生長有促進作用，無鐵肥組中Cd2+高濃度污染與對照和Cd2+低濃度污染的菌絲生長速度差異顯著。

表1 不同濃度Cd2+脅迫下平菇菌絲平均生長速度

2.2 Na2Fe-EDTA對不同濃度Cd2+脅迫下平菇子實體產量的影響

由表2可見，無鐵肥組Cd2+濃度達到20 mg/kg時，平菇子實體總產量最低，比對照組降18.3%；而有鐵肥組Cd2+濃度為20 mg/kg時，平菇子實體平均產量卻比有鐵肥對照組提高了13.9%，與無鐵肥對照基本持平，表明鐵肥有利于提高平菇子實體產量，平菇子實體平均產量最高值所對應的濃度發生前移，具有生產意義。低濃度Cd2+污染的有鐵肥組并沒有體現出產量優勢，當Cd2+濃度≥5 mg/kg時，有鐵肥組的平菇子實體平均產量比無鐵肥組的高，Cd2+濃度為5 mg/kg時增幅為35%，相應的，生物學效率也在該試驗組最高。無鐵肥組在Cd2+濃度為10 mg/kg的平均產量最高，有鐵肥組在Cd2+濃度為5 mg/kg的產量最高，兩組最高產量相差7.13 g。

表2 不同濃度Cd2+脅迫下平菇子實體產量和生物學效率

2.3 Na2Fe-EDTA對不同濃度Cd2+脅迫下平菇不同潮次出菇的影響

圖1 第一潮出菇時間

如圖1和圖2所示，添加了Cd2+和鐵肥的試驗組比對照組出菇速度快、出菇瓶數要多；有鐵肥組的出菇時間比無鐵肥組的出菇時間總體提前3～4 d。在第一潮出菇中，有鐵肥組中對照和Cd2+污染的平菇出菇時間集中在第1天，而無鐵肥組中對照和Cd2+污染的平菇出菇時間集中在第2天。在第二潮出菇時，有鐵肥組對照和無鐵肥組對照的出菇時間集中在前4 d，而無鐵肥Cd2+污染和有鐵肥Cd2+污染的平菇出菇時間卻集中在第6天、第8天。由此可見，Cd2+對平菇出菇有促進作用，鐵肥對于在Cd2+脅迫下的平菇出菇亦有促進作用。

圖2 第二潮出菇時間

3 小結與討論

Cd2+有抑制平菇菌絲生長降低子實體產量效應，菌絲生長速度隨著Cd2+濃度的增加而不斷下降，當Cd2+濃度為20 mg/kg時無添加鐵肥組菌絲生長速度下降幅度最高達20%。在低濃度Cd2+加入鐵肥組菌絲生長速度沒有明顯優勢，但菌絲生長速度的下降趨勢明顯比沒有加入鐵肥組慢，下降幅度降低為13.08%。鐵肥對在Cd2+脅迫下平菇菌絲生長和子實體的產量以及出菇速度都有促進作用，鐵肥有助于平菇菌絲生長，降低Cd2+對平菇菌絲生長速度的抑制，特別是高濃度Cd2+時作用更為明顯。5 mg/kg低濃度Cd2+添加鐵肥時平菇子實體產量達到了整個試驗組的峰值。廖繼佩等[4]的研究顯示，食用菌菌絲生長受金屬離子的抑制，焦帥[5]研究表明，Fe2+對于平菇菌絲生長有促進作用，與筆者研究結論一致。王丹瑞等[6]研究表明，EDTA與Cd2+發生絡合作用，形成一定的吸附作用，從而降低Cd2+的濃度，加入鐵肥后，經過Fe2+和EDTA對Cd2+的絡合作用，降低了Cd2+對平菇菌絲生長的抑制作用。也有研究表明所有的生物包括微生物本身的耐受性就有金屬特異性[7-9]，即對Cd2+等有毒金屬有耐受性。通過細胞成分如幾丁質、纖維素、纖維素衍生物等與金屬結合，金屬離子進入菌絲體后，以及菌絲特定金屬絡合蛋白與金屬離子結合，從而起到金屬耐受作用[10-11]。無鐵肥組由于Cd2+脅迫下產量比對照要低，加入鐵肥后，鐵肥與Cd2+發生絡合作用，降低培養料中Cd2+的濃度，減少Cd2+對平菇生長的抑制作用，提高產量。于會麗等[12]研究將鐵肥噴灑在植物葉片上能提高果實品質，鐵是植物體內多種酶的重要組成成分和活化劑，螯合鐵比鐵離子更容易運轉吸收，與筆者研究有相似之處。胡佳羽[13]的研究表明Cd2+對平菇出菇有促進作用，鐵肥中Fe2+對于平菇菌絲生長也有促進作用，這與筆者的研究結論也是一致的。

在兩種作用促進下，加入鐵肥后的平菇比沒有加入鐵肥的平菇出菇時間要提前3～4 d，5 mg/kg低濃度Cd2+添加鐵肥時平菇子實體產量為最大值，鐵肥有利于增加平菇子實體產量，且平菇子實體平均產量最高值所對應的濃度發生前移，具有生產意義。