陳小瑩 肖小亮 黃勝琴**
(1 華南師范大學生命科學學院 廣東廣州 510631 2 廣東省東莞市東莞中學初中部 廣東東莞 523015)
“觀察酵母菌和霉菌”是人教版生物學8 年級上冊第5 單元第4 章第3 節中的實驗內容。教材中建議選用橘子皮作為天然培養基培養青霉,觀察方法是用解剖針挑取少許長有孢子的菌絲制成臨時裝片。但在教學中發現,以上實驗操作對學生動手能力要求高,實驗結果不理想。一方面,利用橘子皮培養青霉的時間難以控制,時間過長會導致橘子皮表面布滿青綠色孢子,難以觀察到完整的孢子和菌絲。用PDA 培養基的方法雖然能解決以上問題,但卻需要嚴格的實驗條件和豐富的實驗材料,不利于邊遠或貧困地區學校開展此實驗。另一方面,用解剖針挑取少許菌絲放在水滴中制作臨時裝片的實驗操作要求高,學生難以完成,取樣過程中孢子易散落,學生也容易因取樣量過多而“錯失”較好的觀察結果。
針對上述問題,本實驗主要對青霉的培養方法進行了改進,方便后續的觀察操作。首先,青霉廣泛存在于空氣中,是空氣中的優勢真菌。歐陽志云等[1]分離空氣中真菌發現青霉屬出現的次數占分離菌株總數的36%,居家環境空氣中青霉屬的出現頻率在90%以上,因此,可利用空氣中的青霉菌接種菌種開展實驗。其次,青霉營腐生生活,其營養來源極為廣泛,是一類雜食性真菌,可生長在多數含有有機物的基質上。生活中常用到的雞精營養物質豐富,主要是由雞肉、雞骨粉或其濃縮抽提物和味精(即谷氨酸鈉,構成蛋白質的組成成分)、糖、香辛料、肌苷酸、鳥苷酸、淀粉等物質做成的復合調味品[2]。雞精內含足量的蛋白質、脂肪、碳水化合物和鈉鹽等,能為微生物提供碳源、氮源、無機鹽等。筆者在進行多次實驗后,探索了雞精液體培養基培養青霉菌的最佳條件。最后,雞精培養基材料經濟易得,操作簡便,觀察效果良好,能減低實驗難度,有利于提升教學效率。
雞精、水、鑷子、顯微鏡、載玻片、蓋玻片、量筒、小燒杯、培養皿蓋或保鮮膜等。
稱取市售的雞精顆粒約2 g,加入50 mL 水,于燒杯中煮沸(或直接加入沸水,攪拌均勻),撇去浮沫,于室內溫暖處放置約10 d。青霉是好氧型真菌,在液體培養基表面將形成白色菌膜,隨著培養時間的增加,逐漸長成綠色菌落。若環境溫度條件過低,可在室內放置2 d 后,移入28℃恒溫箱培養30 h,具體培養時間以青霉的生長情況為準。最佳取樣時間為白色菌落上剛剛出現綠點,此時可轉入冰箱冷藏備用。
3.1 臨時裝片的制作 用鑷子直接夾取1 片白色上帶綠點的菌膜,撕成約1 cm×1 cm 的小塊,菌膜表面朝上置于干凈的載玻片上,無需滴入蒸餾水,直接蓋上蓋玻片,輕壓蓋玻片使樣品變得平整。取樣后迅速用保鮮膜或培養皿蓋蓋好燒杯,避免吸入大量孢子。
3.2 觀察青霉菌 將臨時裝片置于載物臺上,先在4 倍物鏡下找到大致物象,轉到10 倍鏡找到目標對象后,將其調到視野中央,換到40 倍觀察。
3.3 觀察結果 圖1 為培養10 d 的雞精液體培養基(所用雞精營養成分見表1),肉眼可見0.04 g/mL 濃度雞精液體比稍低濃度的培養基上菌落數較多,與較高濃度培養基的相差不大,因此,該實驗選用0.04 g/mL 雞精液體培養基較為合適。仔細分辨培養基表面,其上分布著白色上有綠色的和暗綠色的2 種青霉菌落,實驗時取樣選擇前一種。若取樣為燒杯中的黑色菌膜,則只能觀察到菌絲和散落的分生孢子,因為這時青霉菌處于生長的第3 個階段,孢子大量繁殖,密集地覆蓋在氣生菌絲上,此時在第2 階段形成的分生孢子梗頂端的成串孢子已掉落[3]。

圖1 培養10 d 的各濃度梯度雞精液體培養基

表1 實驗所用雞精營養成分表
圖2 為10×40 倍顯微鏡下青霉菌的圖像,可觀察到典型的青霉菌結構,包括菌絲及由分生孢子梗、小梗、分生孢子組成的“掃帚”狀分生孢子穗。清晰可見青霉的菌絲有橫隔,分生孢子梗頂端不膨大,經多次分枝產生幾輪對稱或不對稱小梗,小梗頂端產生成串的青綠色分生孢子和散落的分生孢子。

圖2 青霉菌顯微圖像(10×40 倍)
筆者在廣州和東莞兩地不同環境下使用不同品牌雞精顆粒進行了多次重復實驗,結果發現,該實驗方法能有效解決原實驗存在的培養條件要求高、取樣操作不便等問題,只需用雞精配制培養基便可觀察到理想的實驗結果,材料易得便宜,不需要滅菌操作,簡單易行。培養方法簡單,無需保存菌種,若有需要提前10 天開始培養即可。通常只需室溫培養青霉菌,不需恒溫箱,在不具備相關專業條件的實驗室也可開展該實驗。學生用鑷子挑取液面上的菌膜置于載玻片上,直接蓋上蓋玻片即可觀察,操作簡便,節約時間;同時學生在顯微鏡下也能快速找到清晰的“掃帚”狀分生孢子穗及直立的分生孢子梗,教學效果良好。
本實驗改進了青霉菌的培養方法,利用生活中常見的雞精配制培養基,易于獲得青霉菌,降低了學生實驗難度,實驗結果較為理想,能很好完成教學目標。但該實驗在培養青霉菌時,需要讓真菌在開放的環境中生長一段時間,因此,要特別注意培養基應遠離人群,防止吸入大量孢子,危害人體健康。