珊瑚狀猴頭的生物學特性與培養條件研究

楊 彤 王建瑞* 彭煒航

（1.魯東大學農學院，山東 煙臺264025；2.山東博華高效生態農業科技有限公司，山東 濱州256500）

珊瑚狀猴頭[Hericium coralloides(Scop.)Pers.]，隸屬于擔子菌門（Basidiomycota）、傘菌綱（Agariomycetes）、紅菇目（Russulales）、猴頭菌科（Hericiaceae）、猴頭菌屬（Hericium），又名松花蘑（長白山區）、玉髯[1]，與猴頭菌[Herieium erinaeeus(Bun.:Fr)Pers.][2]為同屬類群。該種分布于我國東北三省、陜西、四川、云南、新疆、西藏等地[3]，是長白山自然保護區特有的珍稀食藥用真菌，由于分布較少，已被相關研究列為“三級保護種”[4]。每年初夏至初秋，生長于白樺、槭樹等多種闊葉樹樹干或腐木上。

猴頭菌屬類群是我國著名的食藥用真菌資源，近年來，被大量用于新藥產品開發上，其菌絲體多糖具有抗腫瘤、提高免疫力、抗凝血、降血脂等功效[5,6]。該屬中的猴頭菌含有能顯著提高人體免疫力、抗腫瘤的猴頭菌多糖[7,8]；珊瑚狀猴頭菌多糖具有顯著的抗氧化作用，對大鼠肝臟的代謝有調節作用[9]。

目前國內對猴頭菌屬的液體發酵工藝的研究比較多。例如劉曉鵬等[10]通過對影響猴頭菌生長的主要營養因子進行研究得出液體培養猴頭菌的最佳營養條件組合，并利用中心復合設計法與響應面分析，優化了猴頭菌液體培養的發酵工藝條件。

據報道，產自長白山的珊瑚狀猴頭菌營養豐富，含有18種氨基酸，其中有人體所必需的氨基酸8種。珊瑚狀猴頭還具有利五臟，滋補，助消化功能，用于主治神經衰弱、胃潰瘍等疾病，是一種優良的藥用真菌。但是，由于珊瑚狀猴頭分布稀少，研究和開發利用的相關報道不多。2010年，范宇光和圖力古爾[11]首次報道產自長白山自然保護區的珊瑚狀猴頭馴化栽培成功，并簡要介紹了人工栽培技術，而未見其生物學特性及培養條件優化的相關研究報道。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

本試驗供試菌株采摘自吉林長白山，分離純化后得到純菌種，經過分子生物學實驗提取DNA，并擴增ITS 序列，其結果經在GenBank 上比對，確定該菌株為珊瑚狀猴頭，編號：090801。

1.2 培養基

PDA 培養基配方：馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、蛋白胨2 g、KH2PO43 g、MgSO41.5 g、維生素B120 mg、瓊脂20 g，水1 000 mL。

碳源基礎培養基配方：馬鈴薯200 g、蛋白胨2 g、KH2PO43 g、MgSO41.5 g、維生素B120 mg、瓊脂20 g，水1 000 mL。氮源基礎培養基配方：馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、KH2PO43 g、MgSO41.5 g、維生素B120 mg、瓊脂20 g，水1 000 mL。

正交試驗基礎培養基配方：馬鈴薯200 g、KH2PO43 g、MgSO41.5 g、維生素B120 mg、瓊脂20 g，水1 000 mL。

1.3 試驗方法

（1）碳源試驗。珊瑚狀猴頭菌接種在PDA 培養基的平板上，22℃培養，待其長滿培養皿時用直徑1 cm的打孔器取一菌絲塊，接種于PDA 培養基的培養皿中央。在碳源基礎培養基上分別加入葡萄糖20 g，蔗糖20 g，麥芽糖20 g，可溶性淀粉20 g，乳糖20 g。分別在以上5種碳源培養基平板上接種、培養。每隔48小時用劃線法測量菌落直徑，連續測量14天，觀察菌絲長勢。每個處理重復5次。

（2）氮源試驗。在氮源基礎培養基上分別加入酵母浸膏2 g，蛋白胨2 g，硫酸銨2 g，尿素2 g，亞硝酸鈉2 g。分別在以上5種氮源培養基平板上接種。接種、培養和測量方法同碳源試驗。每個處理重復5次。

（3）pH試驗。用10%NaOH 溶液和10%HCl溶液將培養基的pH調節至3、3.5、4、5、6 等5個梯度。接種、培養和測量方法同碳源試驗。每個處理重復5次。

（4）溫度試驗。分別置于15℃、20℃、22℃、24℃、28℃、30℃的恒溫生物培養箱和15℃/20℃、20℃/25℃的變溫培養箱中培養，其中變溫為15℃與20℃，以及20℃與25℃各12 h 循環培養，測量方法同碳源試驗。每個處理重復5次。

（5）正交試驗。對以上4個因素碳源、氮源、溫度、pH各選出4個水平，進行4 因素4 水平的正交試驗。

2 結果與分析

2.1 不同碳源與珊瑚狀猴頭菌絲生長的關系

珊瑚狀猴頭菌絲在幾種不同碳源培養基中均能夠正常生長，生長長度隨時間的變化見圖1。其中，以在葡萄糖培養基上生長最快，以下依次是蔗糖、麥芽糖、乳糖，在可溶性淀粉中生長最慢。

圖1 不同碳源培養基珊瑚狀猴頭的菌落半徑

選取第11天不同碳源上的菌絲長度，進行方差分析，結果如表1。通過差異顯著性分析得出，葡萄糖和麥芽糖處理組之間無顯著差異，而葡萄糖和其他處理組差異均呈極顯著；麥芽糖和蔗糖兩個處理組之間沒有顯著差異，蔗糖和乳糖兩個處理組之間也沒有顯著差異；可溶性淀粉和乳糖、蔗糖之間無極顯著差異，但與其他處理組呈極顯著差異。從生長勢上看，在葡萄糖培養基中菌絲潔白、濃密，長勢較好；其次為蔗糖、麥芽糖培養基，菌絲潔白、較密；乳糖和可溶性淀粉培養基上，菌絲稀薄。綜合菌絲的生長長度和生長勢，葡萄糖是珊瑚狀猴頭菌絲生長的適宜碳源。

表1 不同碳源培養基的珊瑚狀猴頭菌絲生長情況

2.2 不同氮源與珊瑚狀猴頭菌絲生長的關系

圖2 不同氮源培養基珊瑚狀猴頭的菌落半徑

珊瑚狀猴頭菌絲在幾種不同的氮源培養基中均能夠生長，生長長度隨時間而變化（圖2）。其中，以在硫酸銨、酵母浸膏和蛋白胨3種培養基上生長較快，在硫酸銨培養基上生長最好，菌絲潔白，濃密；其次為酵母浸膏和蛋白胨培養基。亞硝酸鈉和尿素兩個處理菌絲生長差、長度短。選取第11天不同氮源的菌絲長度進行方差分析，結果如表2。通過差異顯著性分析得出，硫酸銨、酵母浸膏和蛋白胨3個處理組之間的菌絲生長速度無顯著差異，而這3 組與亞硝酸鈉和尿素兩個處理組之間呈極顯著差異。從生長勢看，硫酸銨處理組菌絲長勢最好，其次為酵母浸膏和蛋白胨處理組，而亞硝酸鈉和尿素兩個處理組的菌絲長勢最差，菌絲較弱、稀薄。綜合菌絲的生長長度和生長勢，硫酸銨是珊瑚狀猴頭菌絲生長的適宜氮源，酵母浸膏和蛋白胨也較為合適。

表2 不同氮源培養基的珊瑚狀猴頭菌絲生長情況

2.3 pH與珊瑚狀猴頭菌絲生長的關系

珊瑚狀猴頭菌絲在幾種不同pH條件培養基上均能夠生長，生長長度隨時間的變化見圖3。剛開始萌發時，幾個處理組的菌絲生長速度差別不大，約經10天，pH最低的處理組菌絲生長速度明顯低于其他幾組，而pH為3.5和4的兩個處理組，菌絲生長速度明顯快于其他各組。

選取第11天不同pH處理組的菌絲，測量其長度，并進行方差分析，結果如表3：pH為3.5和4的兩個處理組之間無顯著差異。pH為5和6的兩個處理組與pH為4的處理組之間也無顯著差異，但與pH為3.5的處理組有極顯著差異。從菌絲長勢看，pH為3.5的處理組表現較好，其次是pH為4、5和6 處理組，而pH為3的處理組表現較差。綜合菌絲的長速和長勢，珊瑚狀猴頭菌絲生長的適宜pH為3.5。

圖3 不同pH培養基珊瑚狀猴頭的菌落半徑

表3 不同pH培養基的珊瑚狀猴頭菌絲生長情況

2.4 溫度與珊瑚狀猴頭菌絲生長的關系

珊瑚狀猴頭菌絲在幾種不同溫度條件下均能夠生長，生長長度隨時間變化結果見圖4。溫度為20℃、22℃和24℃3個處理組的菌絲生長較快。尤以22℃處理組生長最好、最快。

選取第11天各處理組菌絲，測量其長度并進行方差分析，結果如表4。溫度為22℃的處理組與20℃的處理組之間無顯著差異，與24℃處理組之間存在顯著性差異，但未達到極顯著水平。溫度低于20℃、高于24℃，以及兩個變溫處理組的菌絲生長速度明顯下降，且長勢差。綜合菌絲的生長長度和生長勢，珊瑚狀猴頭菌絲生長的最適溫度為20～22℃。

圖4 不同溫度條件下珊瑚狀猴頭的菌落半徑

表4 不同溫度培養珊瑚狀猴頭菌的菌絲生長情況

2.5 珊瑚狀猴頭菌絲生長條件優化

從以上單因素實驗中分別挑選適宜的4個水平進行4 因素4 水平正交試驗。通過對菌絲長速的方差分析可知，4種因素的顯著性差異大小順序為：溫度＞pH＞氮源＞碳源（表5）。菌絲生長最好的是第3 組，即碳源、氮源分別是葡萄糖和蛋白胨、pH為4、溫度22℃。根據各處理組中各因素同一水平之和的計算結果，結合菌絲長勢，得出珊瑚狀猴頭菌菌絲培養的最佳條件為：碳源、氮源分別是葡萄糖和酵母浸膏，pH為4，溫度為20℃。

表5 最佳培養條件正交實驗結果

3 結論與討論

在單因素實驗中，葡萄糖和硫酸銨分別是理想的可利用碳源和氮源，菌絲體生長的最佳pH是3.5，最佳溫度條件是22℃。其中，在溫度的單因素實驗當中我們采用了15℃/20℃及20℃/25℃兩組變溫來培養菌絲體，發現20℃/25℃是培養菌絲體的較適宜溫度范圍。在此溫度范圍內再設置20℃、22℃、24℃3個溫度梯度發現，22℃是菌絲體最佳生長溫度。說明該菌株的生物學特性與其生長地環境有較大關系。該菌主產于我國東北地區，屬低溫型菌類，本試驗結果也顯示該菌菌絲在較低溫下生長較好，而對于變溫和恒溫的要求不大。

通過4 因素4 水平的正交試驗分析得知：4種因素對珊瑚狀猴頭菌的影響程度從大到小依次為：溫度＞pH＞氮源＞碳源。而葡萄糖、酵母浸膏、pH為4、溫度20℃是菌絲體最佳綜合生長條件。

綜合本試驗單因素和正交試驗分析比較認為，珊瑚狀猴頭的菌絲培養條件為：碳源為葡萄糖，氮源可選擇酵母浸膏和蛋白胨，pH以3.5～4 較好。但使用固體培養基時，可將pH調至3.5～6 之間，20～22℃是菌絲體生長最適溫度。