雙孢蘑菇菌被發生與防控研究進展

摘要要：雙孢蘑菇是世界上種植最多的食用菌之一，具有豐富的營養價值，富含碳水化合物、氨基酸、脂肪、維生素等，具有潛在的抗癌、抗氧化、抗肥胖和抗炎特性。菌被又稱子座（菌絲墊狀結構），是雙孢蘑菇制種和栽培過程中常見的一種生理性病害，對蘑菇生產造成了嚴重損害。通過菌株特性、菌絲角變、菌種退化、環境因素等方面對菌被發生成因進行了闡述，并從制種過程、基質選擇、菌種保藏、環境控制等方面為菌被防控提供依據。

關鍵詞：雙孢蘑菇；菌被；角變；生理性病害

中圖分類號：S646.11" " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " 文章編號：2095-5774（2024）04-0241-09

Research Progress on the Coat Occurrence and Control of Agaricus bisporus

Chen Wenzhi，Zeng Zhiheng，Cai Zhixin，Lu Yuanping，Chen Meiyuan，Dai Jianqing*，Zeng Hui*

（Institute of Edible Fungi，Fujian Academy of Agricultural Sciences/National and Local Joint Engineering Research Center for Breeding amp; Cultivation of Featured Edible Fungi，Fujian Academy of Agricultural Sciences，Fuzhou，Fujian 350013，China）

Abstract：Agaricus bisporus，one of the most widely cultivated edible mushrooms in the world，is rich in nutrients such as carbohydrates，amino acids，fats，and vitamins，has potential anticancer，antioxidant，anti-obesity，and anti-inflammation properties. Coat also known as stroma （pad structure of mycelia），is the common physiological disease in the spawning and cultivation of Agaricus bisporus，causing serious damage to mushroom production.The cause of coat was expounded from the aspects of strain characteristics，sector mutation，strain degeneration，environmental factors，and the basis for coat prevention and control from the aspects of spawn making，substrate selection，strain preservation and environmental control.

Key words：Agaricus bisporus；Coat；Sector mutation；Physiological diseases

收稿日期：2024-05-28

基金項目：財政部和農業農村部國家現代農業產業技術體系資助項目（CARS20）；福建省人民政府與中國農業科學院農業高質量發展超越“5511”協同創新工程項目（XTCXGC2021007）；福建省種業創新與產業化工程項目（zycxny2021011）；福建省屬公益類科研院所基本科研專項（2023R1033002）；福建省農業科學院東西部協作項目（DKBF2024-11）

作者簡介：*為通訊作者，曾輝（1969-），男，教授級高級工程師，博士，主要從事食用菌制種及種質資源研究，E-mail：475027860@qq.com；戴建清（1972-），男，高級農藝師，主要從事食用菌工廠化制種工藝研究，E-mail：317152396@qq.com。陳文智（1996-），男，研究實習員，碩士，主要從事食用藥菌栽培及育種研究，E-mail：wz13123167516@163.com

雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）是世界上種植最多的食用菌之一，其產量占世界食用菌總產量的15%［1］。雙孢蘑菇富含碳水化合物、氨基酸、脂肪、維生素等［2-5］，具有潛在的抗癌、抗氧化、抗肥胖和抗炎特性，可以對人體的冠心病、癌癥、糖尿病、免疫系統相關疾病以及病毒、細菌和真菌感染等方面起治療作用［6-7］，因其優質的口感和高營養價值，200多年來一直是人類飲食的重要組成部分［8-10］。我國雙孢蘑菇自1924年胡昌熾先生引進以來［11］，經過多年選育工作，育種者們不斷實現品種的更新換代。目前農業與設施栽培（占全國雙孢蘑菇總量近70%）使用的品種主要為福建省農業科學院食用菌研究所的As2796、W192、W2000、福蘑38等，二次與三次發酵工廠化國產品種有W192、福蘑58、福蘑78、上海申K6等，進口品種有美國A15等，使得我國雙孢蘑菇年產量從1975年的5萬t上升至2021年的161萬t，提高了30余倍［12］，接近全球年產量的一半。

雙孢蘑菇在生產的過程中常見蘑菇病害有兩種：由真菌、細菌、病毒等引起的生物性或傳染性疾病和由環境因素引起的生理性病害（非生物性或非傳染性疾病或障礙）。環境參數如果偏離最佳要求通常會使基質對蘑菇菌絲不具選擇性，促進其他霉菌和害蟲的生長，或者干擾正常的生產從而導致蘑菇出現許多異常［13］。表1列舉了一些因環境參數變化導致的病害，這些病害發生大多跟基質中的低或高濕度、pH值和溫度，房間內的CO2濃度、風速、煙霧和相對濕度等環境因素相關。與其他生理性病害不同，菌被發生造成的危害，不僅影響蘑菇制種行業，還對蘑菇生產造成嚴重損失。

菌被又稱子座（菌絲墊狀結構）［14］，在生產上主要表現為雙孢蘑菇菌絲體在覆土表面和堆肥中大量生長，這個現象會導致原基數量減少，嚴重影響子實體的形成或推遲出菇。此外由于菌被產生后，菌絲將覆土層封閉，使水無法穿透覆土層，還對澆水效果造成影響［15］。輕度菌被不會對產量產生不利影響（圖1A），但過多的菌被可能會降低產量，嚴重的可能導致絕收（圖1B）［16-17］。菌被發生與菌絲角變［18］、環境變化等因素有關。其中，角變是一種菌株不穩定的表現，其菌絲會在營養豐富的培養基中出現一定比例的形態和生理變異，主要表現為貼生型菌絲的扇形氣生變異（圖2）。雙孢蘑菇實行母種、原種和栽培種三級繁育體系，角變的出現，會從母種菌絲的狀態影響到原種，最終導致栽培種產生菌被，且大量生產實踐表明，栽培種出現菌被，生產上大概率會產生菌被。我國雙孢蘑菇種植每年需栽培種約11萬t，產值近10億元，菌被的發生極大地影響了制種環節，對制種行業造成了嚴重的經濟損失。因此，加強對母種、原種、栽培種的質量控制，減少其菌被的發生，并嚴格淘汰產生菌被的不合格菌種，對后續的栽培生產至關重要。

目前關于菌被發生的具體機制還未明晰，如何科學地減少菌被發生對雙孢蘑菇制種和栽培的影響，對指導生產實踐有重要意義。因此，本文結合國內外最新研究進展，從雙孢蘑菇的菌株特性、菌絲角變、菌種退化、環境因素等方面對菌被發生成因進行系統的闡述，并在制種過程、基質選擇、菌種保藏、環境控制等方面為菌被防控提供一定的參考。

1 菌被的成因

雙孢蘑菇菌被的發生與菌株的遺傳特性有關，氣生型菌株比其他菌株更常見這種情況，菌種保存時間過久，菌種退化，或者是菌種在擴繁時質量把控不嚴，菌種儲藏和運輸過程中溫度過高，都有可能產生菌被。菌被是栽培種培養中的一種遺傳功能障礙，有時也會由環境因素觸發在生產階段［15］，如濕度和水分的變化，可能會刺激菌絲體的過度生長，導致其在覆土表層產生一層細密的、不透水的菌皮。過量的CO2、堆肥中的高水分含量以及延長的菌絲生長周期也是導致菌被形成的原因［13］，此外，覆土的水分不均勻，特別是潮濕區域，通常也與菌被的出現有關。有大量研究表明，在營養豐富的環境中，食用菌會表現出高水平的形態和生理多樣性，且往往發生在沒有任何誘變劑的情況下［19］，因此營養條件的改變也與菌被發生有一定的關系。

1.1 菌株特性

研究表明，菌被發生與菌株特性有關，氣生型菌株因其氣生菌絲旺盛，更易發生菌絲徒長，在瓶口處形成菌被［20］。任愛民［21］通過對生產上使用的4個品種的菌絲萌發吃料試驗表明，W192和A15無氣生菌絲現象發生，而W2000和As2796菌絲灰白色，有氣生菌絲現象發生，尤其As2796氣生菌絲發生明顯。王倩等［22］通過菌株比較試驗，發現W2000、ZN-1、442等菌株在結菇前，覆土表面產生大量菌被。Li等［18］研究表明雙孢蘑菇野生菌株中獲得的擔孢子培養物均產生正常的菌絲，沒有任何產生角變的傾向。相似地，本課題組通過對多種野生分離菌株進行馴化和出菇試驗的大量實踐也證明了野生分離株不會產生菌被，且出菇時間提前。以上研究結果均表明菌被發生與菌株本身的種性密切相關，且具有遺傳傾向。

1.2 菌絲角變

雙孢蘑菇的菌絲形態可能與菌株不穩定性有關，通常角變會以快速生長的菌絲體結塊形成子座，早期發現這些角變對控制菌被的發生、維持栽培種質量非常重要。Li等［18］研究表明商業化的菌株可能具有自發產生角變的傾向，通過對健康的U1菌株獲得的擔孢子培養物進行研究，發現約有5%在谷物基質試驗中產生不可逆的角變，并對已經產生角變的菌株再次進行該試驗，發現其子代有一半正常生長，另一半則產生了某種程度的角變；傳代和第二次谷物基質試驗表明，80%以上的初始擔孢子培養物角變是不可逆的。Heath等［23］研究表明角變與具有異常生長模式的菌絲高頻率形成有關，由于這種發生率在菌落內分布并不均勻，從母種菌落的不同部位采集的菌絲接種物可能具有不同的角變潛力。但研究表明角變的發生不是必然的，而且角變的培養物并不會每次都表現出異常生長［16，24-25］。Li等［18］發現谷物基質培養中觀察到的從絨毛或子座分離的擔孢子分離株并不總是形成與親本分離株相同類型的角變，有些甚至根本不形成角變。Straatsma等［26］在傳代培養過程中使用少量的角變接種物時，經常會發生從蓬松生長到正常生長的逆轉現象。

有報道稱，角變的菌株會比正常菌落有更多的氣生菌絲［27］。為探究菌絲形態與角變是否有關，Heath等［23］通過對正常U1商業菌株和一些不可逆的子座角變的菌絲形態進行了鏡檢，結果表明，雙孢蘑菇正常分離株和子座角變分離株之間的宏觀差異反映在單個菌絲的微觀特征上的差異主要表現為子座分離物的主導菌絲頂點到第一個分支的平均距離顯著高于其余菌株，以及所有的角變分離株都在菌落邊緣有較高的菌絲頻率，表現出分支上不規則的異常生長；此外，所有的角變分離株，都傾向于產生比正常菌株更高頻率的不規則分枝模式的菌絲。

1.3 菌種退化

在蘑菇菌種生產過程中，出現的不可逆的和永久性的菌絲生長變弱、優良性狀喪失、代謝能力降低等變化被稱為菌種退化［18］。造成菌種退化的因素有很多，如體細胞變異，研究表明繼代培養的次數越多，變異就越多，多次轉管造成的菌種退化是菌被形成的原因之一。李洪榮［28］通過馬鈴薯葡萄糖瓊脂（PDA）培養基對As2796母種進行多次轉管，發現菌落形態由貼生型轉變為氣生型，菌種出現了退化現象。Farimani等［29］檢測了菌絲在PDA培養基上連續傳代10次后菌絲的遺傳變化，通過擴增片段長度多態性（AFLP）方法對母種菌絲、正常菌絲和絨毛狀菌絲進行遺傳比較，發現H2菌株中產生了137個片段，其中57個片段在母種、正常和絨毛狀菌絲之間存在多態性；樣本間的多態性程度證實了母種、正常和絨毛狀菌絲之間的遺傳差異，但正常菌絲進行連續10次傳代后，菌絲表型上并沒有發生變化，總的來說，雙孢蘑菇的菌株退化，表現為易形成絨毛狀菌絲，且具有遺傳傾向；這些遺傳差異可歸因于多種因素，如異核性、無性重組和有絲分裂交叉的形成，還可能與細胞學因素、生理學因素、病毒感染因素、環境條件和人為條件等相關。

1.3.1 病毒感染

導致菌株退化的可能原因之一是病毒感染。雙孢蘑菇在種植過程中易患由雙鏈RNA病毒引起的法蘭西病毒病（La France isometric virus，LIV）［30-31］，

其癥狀包括子實體生長遲緩和畸形，并與可識別的顆粒和一種9段病毒AbV1有關［32-33］，隨著診斷技術的成熟以及相應的控制措施，目前該病毒已極為少見［34］。Horgen等［14］使用逆轉錄PCR在U1正常株和8個不可逆角變的分離株中對這種RNA病毒進行了檢測，結果表明均無此RNA病毒的變異。然而，引起雙孢蘑菇病毒病的病原種類較多，雙孢蘑菇病毒病另一種重要病原是蘑菇X病毒 （Mushroom virus X，MVX），該病毒病是與30種雙鏈RNA相關的癥狀（子實體褐變、子實體生長遲緩和畸形）的統稱，其中26種由Grogan等［35］發現，另外4種由Eastwood等［36］發現。研究表明，該病毒與已發現的其他雙孢蘑菇病毒不同［37］，其中有23條dsRNAs與癥狀相關，包括抑制原基形成，導致菇床成塊不出菇形成菇床“禿斑”、出菇過程易出現薄皮開傘、延遲出菇、畸形菇和變色菇

等［38］，分子量最小的4條dsRNAs（2.0 kb，1.8 kb，

0.8 kb，0.6 kb）與菌蓋褐變有關［35］。因此，雖然前期研究表明菌株退化與“La France”RNA病毒無關，但是否與蘑菇X病毒或其他雙孢蘑菇病毒相關仍需進一步研究。

1.3.2 遺傳變異

雙孢蘑菇是一種次級同宗結合擔子菌，產生的擔孢子大多是雙核且自身可育。因此造成正常分離株和扇形分離株之間生長特性差異的一種可能解釋，是與菌絲的天然異核性和去異核化的可能性有關，在雙孢蘑菇異核體分裂過程中，有時會發生不相等的核分裂。Horgen等［14］通過檢測U1的8個退化菌株的遺傳改變，發現有6株丟失了一個V染色體同源物，RFLP的數據與CHEF的數據完全一致；此外，除了Fl3分離株外，所有退化的U1分離株似乎都是異核體或部分異核體，它們似乎是去異核化的，從而形成了一個同核體；總的來說，Horgen等研究的結果清楚地顯示了一系列與U1角變分離株相關的遺傳異常，雖然沒有出現普遍的模式，但在這項研究中檢測的不可逆角變確實表現出了基因異常，包括去異核化、等位基因丟失、等位基因轉換、染色體長度多態。

1.4 環境因素

菌被的形成與環境因素、營養因素等息息相關。環境因素是雙孢蘑菇生產過程中重要的調控環節，環境參數如果出現偏差，會為蘑菇的正常生長創造不利環境，導致產量和質量的損失。環境因素包括基質中的低或高濕度、pH值和溫度，以及房間內的CO2濃度、風速、煙霧和相對濕度等。環境因素的改變會使基質對蘑菇菌絲體沒有選擇性，促進其他霉菌和害蟲的生長，而有些則干擾正常的蘑菇生產［13］。營養因素則主要與培養料的C/N比等營養成分相關，研究表明，雙孢蘑菇培養料含氮量過高、培養溫度過高，容易引起菌絲徒長形成氣生型菌絲，出菇室高溫、通風不良、CO2濃度過高等也易引起菌絲徒長甚至形成床面菌被，不利于子實體分化。

2 菌被的防控

2.1 制種過程

目前商業菌株的菌落形態主要有貼生型（匍匐型）和半氣生型，工廠化高產的品種如A15、福蘑78、W192等均為貼生型，農法栽培的品種As2796、W2000等為半氣生型。在制種的過程中，氣生菌絲過多會引起菌絲徒長造成菌被發生。因此需要把好菌種關，選擇符合種性、符合質量標準的優質菌種進行擴繁。如圖3所示，A圖為貼生型菌株，B圖為半氣生型菌株，在母種轉接過程中，要挑選貼生的菌絲接種，B圖中邊緣上出現氣生的菌絲不要挑選用來接種，如果菌種已有菌絲徒長現象時應不再使用，大量實踐證明，挑取貼生的菌絲進行逐級擴繁，栽培種不易產生菌被。

2.2 基質選擇

菌種的培養基質選擇也會影響菌被的發生，雙孢蘑菇菌種主要包括麥粒菌種、小米菌種和礦物菌種等。有研究表明退化的菌種在麥粒培養基中易形成菌被，通過使用不同培養基的菌落形態進行觀察，發現PDA培養基更易誘導氣生菌絲的生長［28］。大量生產實踐和試驗表明，非糧基質原種可以減少栽培種產生菌被［39］。礦物菌種如使用浸透營養成分的珍珠巖菌種，其菌種的接種操作方法、菌種成活率、菌絲萌發速度等與谷粒菌種相似［40］，此外還具有使用方便、顆粒小、接種量大、不易產生菌被的優點。曾志恒等［39］通過對新型顆粒原種配方進行優化，結果表明新型顆粒原種相對菌絲量分別為小米原種的1.29倍以及麥粒原種的2.35倍，其菌絲滿袋時間也大幅縮短，更不易產生菌被。曾輝［41］研究表明以膨脹珍珠巖、蛭石為配方的礦物原種，其生產耗時、染菌率、培養時間和保存期等比發酵棉籽殼原種和麥粒種原種具有明顯優勢。因此研究新型顆粒原種配方不僅有利于減少菌被發生，更有利于提升菌種性能。在生產過程中，對于堆肥的選擇需要嚴格按照培養料的配方標準進行堆料，控制好C/N比、含水量和發酵溫度，避免培養料的過度腐熟，使其適合菌絲的生長，從而減少菌被的發生。

2.3菌種保藏

雙孢蘑菇產業中，菌種的質量問題是雙孢蘑菇能否高產的關鍵問題。雙孢蘑菇栽培種，尤其是麥粒菌種經歷長時間保藏（一般指在低溫4℃保藏超過90 d）或高溫脅迫下容易分泌黃水，會出現異味、菌絲干癟、塌壁，形成大量菌被，而且其生活力降低、菌絲生長緩慢，接種在蘑菇堆肥中會大幅度減產達20%～50%，嚴重可能不出菇［42］。國家標準《GB 19171-2003雙孢蘑菇菌種 》［43］中對母種、原種、栽培種等貯存作出了規定，母種應在5℃±1℃下貯存，貯存期不超過90 d；原種應盡快使用，在溫度24℃±1℃下貯存不超過10 d、在5℃±1℃下貯存不超過40 d；栽培種則應盡快使用，在溫度24℃±1℃存放谷粒種不超過10 d、其余培養基的栽培種不超過20 d，在5℃±1℃下可貯存90 d。在種源保藏和種性維持上，研究表明，使用液氮保存雙孢蘑菇菌株相對于4℃冰箱保藏效果好，既可保證菌種的產量和質量，又可避免4℃冰箱保藏定期轉接可能造成的菌種退化和污染［44］。李洪榮［45］通過對雙孢蘑菇As2796、As3003等4個菌株4 a液氮保藏后的生理生化指標、遺傳特性以及出菇穩定性等指標進行檢測，結果表明液氮保藏方法可以長期保持雙孢蘑菇菌種的穩定性。因此，選擇合適的方式保存菌種能有效減少菌株遺傳特性的改變，預防菌被發生。

2.4環境因素

在栽培過程中，菌被常發生于蘑菇調水以后，或菇房溫度過高、濕度大、通風換氣不良的環境條件下。因此，應選用質量良好的菌種，適時播種；噴水量不要過少，細土噴水不要過急，在早晚涼爽時噴水；加強通風換氣，降低菇房的溫、濕度，抑制菌絲旺長；發現菌床土層冒出大量氣生菌絲時，應減少噴水或停止噴水，降低菇房濕度和CO2濃度；對結成的菌被，及時用竹簽或刀片戳幾個小孔，或用刀劃破菌被，結合噴重水、加大通風量，促使菇蕾生長［46］。

3總結與展望

菌被的形成是多因素共同的產物，菌種自身種性、菌種退化、制種過程以及環境等因素都會對菌被的發生起到重要影響，隨著雙孢蘑菇工廠化程度的不斷加深，只有深入了解菌被發生的相關機制，嚴格做好每個過程的工藝控制，才能更好地減輕乃至杜絕菌被對雙孢蘑菇生產造成的危害和巨大經濟損失。本文通過對菌被的相關研究進行了總結，發現菌被控制的關鍵主要還是在于保持菌株特性與控制遺傳變異，除通過與野生菌株雜交系統選育出更優質的無菌被品種外，如何提前判斷菌被發生也十分重要。雖然Begin等［16］已經制定了判斷蘑菇培養物角變可能性的程序，但因其需要根據蘑菇生長2周后才能進行肉眼評估，耗時過長。因此，進一步闡明造成角變或子座形成的關鍵靶位點或相關生物學機制，明確菌被發生的相關基因，開發出快速簡單有效的菌被早期檢測診斷技術或產品，為菌種制作和生產過程提供更好的質量控制技術，是未來更好地減少乃至杜絕菌被問題的重要研究方向。

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（責任編輯：黃雄峰）