基于菌絲生長溫度評價64 種金針菇的適溫條件*

陳 珣，肇 瑩，龔 娜，劉國麗，馬曉穎，肖 軍

（遼寧省農業科學院食用菌研究所，遼寧 沈陽 110161）

金針菇（Flammulina velutipes） 學名毛柄金錢菌，又稱毛柄小火菇，屬擔子菌綱（Basidiomycetes） 傘菌目（Agaricales） 白蘑科（Tricholomataceae） 金針菇屬（Flammulina），因其菌柄纖細而被稱為金針菇，是生活中常見的一種食用菌[1]。我國金針菇栽培歷史悠久，且其生長周期短，原料來源廣，經濟效益高，既適用于家庭栽培，又能進行工廠化生產，是一種發展潛力很大且值得推廣的食用菌[2]。

金針菇屬于低溫型恒溫結實性菌類，溫度對其菌絲生長和子實體發育有重要的影響。菌絲的培養溫度不僅影響菌絲的生長速度，而且直接影響菌絲的生物量。在金針菇栽培生產中，菌絲生物量與后期出菇產量有直接關系[3]。溫度條件的篩選主要是以菌絲的生長速度為標準，特別是在菌絲生長階段，將菌絲在平板上生長速度最快時的溫度作為生產中的發菌溫度。

試驗研究了不同溫度對菌絲生長發育的影響，通過比較菌絲在不同溫度下的生長差異，得出菌絲生長的最適溫度。菌絲在不同溫度下的生長差異反映了構成菌絲的細胞在不同溫度下的生長分裂速度，也是菌絲代謝酶活性的間接反應，可以為研究溫度對食用菌子實體生長發育的影響奠定基礎[4]。以此為切入點，以64 株金針菇菌株為試驗材料，通過觀察和分析不同溫度條件下金針菇菌株菌絲生長勢和生長速度，探討培養溫度對菌絲生長發育的影響，依此篩選出低溫型、高溫型和廣溫型菌株。利用聚類熱圖分析確定金針菇菌株間的親緣關系，為金針菇生產和新品種選育提供依據；篩選出優異基因型，為金針菇品質育種提供雜交親本。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試菌株

供試菌株信息見表1 所示。

表1 供試菌株Tab.1 Test strains

1.1.2 培養基

PDA 培養基：馬鈴薯200 g、瓊脂粉20 g、葡萄糖20 g，蒸餾水1 L。培養基配好后，裝于500 mL三角瓶，0.1 MPa 滅菌30 min，滅菌后倒入培養皿冷卻備用。

1.2 試驗方法

將64 株金針菇菌株母種平板培養基活化后，用6 mm 的打孔器取大小相同的圓形菌塊接種于PDA培養基內。設置7 個培養溫度，分別在溫度為5、10、15、20、25、30、35 ℃條件下培養，每種溫度條件設置3 次重復[5]。記錄菌絲生長天數、菌絲生長勢，計算不同溫度下的菌絲生長速度。

平板接種后3～4 d，采用“十”字劃線法，沿菌絲生長邊緣劃線，測定其直徑，之后每隔2 天進行一次測量，記錄數據，計算菌絲生長速度。菌絲生長速度（V，mm·d-1） 的計算公式為[6]：

式中：S 為菌絲長度（mm）；D 為菌絲生長天數（d）。

試驗所得數據通過Excel 2013 軟件進行處理分析。采用Clust Vis 軟件進行聚類熱圖分析。

2 結果與分析

2.1 金針菇菌株不同溫度條件下菌絲生長勢調查

不同金針菇菌株在相同溫度條件下菌絲生長情況見圖1，同一金針菇菌株在不同溫度條件下的生長情況見圖2 和表2。

圖2 金針菇菌株3-Y4 金在不同溫度條件下的菌絲生長情況Fig.2 Mycelium growth situation of Flammulina velutipes strain 3-Y4 jin under different temperature conditions

表2 金針菇菌株不同溫度條件下菌絲生長勢Tab.2 Mycelial growth potential of Flammulina velutipes strains under different temperature conditions

由圖1 可知，不同金針菇菌株25 ℃溫度條件下菌絲生長勢不同。1 號菌株和12 號菌株生長勢較弱，生長速度緩慢；8 號菌株、27 號菌株、28 號菌株生長勢較強，但生長速度一般；而30 號菌株、31 號菌株、32 號菌株和33 號菌株生長速度較快，但生長勢一般。由此可見，不同金針菇菌株在相同溫度下生長勢與生長速度表現不同。在圖2 可知，12 號金針菇菌株3-Y4 金在不同溫度條件下的菌絲生長情況生長勢不同，在20 ℃溫度條件下表現出較好的生長勢和較快的生長速度，說明該菌的最適生長溫度為20 ℃。

由表2 可知，35 ℃溫度條件下僅菌株白金針2號菌絲生長，其他金針菇菌株在該溫度條件下均不生長，該菌株在5～35 ℃整體長勢較好。金針菇菌株1 號、46 號、48 號、53 號在任何溫度條件下菌絲的生長勢均較弱。金針菇菌株7 號、8 號、27 號、28號、60 號在30 ℃以下生長勢較好，說明這些菌株具有較好的生長能力。金針菇菌株12 號除了在25 ℃溫度條件下菌絲生長稀疏外，其他溫度條件下（低于30 ℃） 菌絲均生長旺盛濃密，表現出較好的生長能力，可能是由于試驗接種過程中選取的打孔位置不同，使菌株在25 ℃溫度條件下生長勢較弱。

2.2 金針菇菌株不同溫度條件下的菌絲生長速度統計

64 株金針菇菌株在不同溫度條件下的平均生長速度統計見表3、表4。

表3 金針菇菌株在不同溫度條件下的生長速度Tab.3 Growth rate of Flammulina velutipes strains under different temperature conditions

表4 不同溫度下菌絲生長速度評價Tab.4 Evaluation of mycelial growth rate at different temperatures

由表3、表4 可知，供試菌株菌絲在5～30 ℃均可生長，35 ℃溫度條件下僅32 號金針菇菌株生長。5～30 ℃供試菌株的平均生長速度隨溫度上升而增高，達到一定溫度后開始降低，不同菌株的生長速度最快時的溫度不同，多為20 ℃和25 ℃。5 ℃時菌株平均生長速度為4.16 mm·d-1，4 號菌株白金生長速度最高為6.17 mm·d-1，初步篩選為耐低溫菌株。30 ℃時菌株平均生長速度為6.43 mm·d-1，耐受性最強的菌株為白金針2 號（菌株編號32），其生長速度最高為15.8 mm·d-1，其次是43 號菌株J1 和9 號菌株1-Y4，且白金針2 號在35 ℃時生長良好，生長速度為2.67 mm·d-1，初步篩選其為耐高溫菌株。綜合考慮不同溫度下各菌株的生長速度，白金針2號在10～30 ℃生長速度均較優，且35 ℃時生長速度良好，初步篩選為廣溫型菌株。

2.3 金針菇菌株不同生長溫度條件下生長速度聚類熱圖分析

熱圖是近年被廣泛應用的一種統計方法，可以簡單地聚合大量數據，將結果以一種漸進的色帶直觀地展現出來，突出顯示數據的疏密和頻率的高低程度。將64 個金針菇菌株在不同溫度條件下的菌絲生長速度通過聚類熱圖分析后，其結果見圖3、表5。

圖3 64 個金針菇菌株聚類熱圖Fig.3 Cluster heat map of 64 Flammulina velutipes strains

表5 基于聚類熱圖分析金針菇菌株的分類Tab.5 Grouping of Flammulina velutipes strains based on heatmap plot analysis

由圖3、表5 可知，按照不同溫度下菌絲生長速度可將64 個金針菇菌株劃分為5 類，第一類（Ⅰ） 包含20 個菌株，這類菌株在20 ℃和25 ℃生長速度較快，隨溫度升高生長速度先升后降。第二類（Ⅱ） 包含1 個菌株，該菌株為32 號菌株白金針2 號，在10～30 ℃生長速度均較高，說明該菌株具有較好的溫度適應能力。第三類（Ⅲ） 包含19 個菌株，這類菌株隨溫度升高生長速度先升后降，但在25 ℃生長速度最快。第四類（Ⅳ） 包含10 個菌株，這類菌株生長速度呈現先升后降又升的趨勢，在5～20 ℃時生長速度升高，25 ℃溫度條件下生長速度下降，30 ℃溫度條件下生長速度又上升，出現此類現象可能與試驗誤差有關。第五類（Ⅴ） 包含14 個菌株，這類菌株除62 號菌株，其他菌株均為野生金針菇菌株，此類菌株除在20 ℃和25 ℃條件下生長速度較快外，其他溫度條件生長速度均較慢，也可以發現野生菌株的生長速度普遍低于栽培菌株的生長速度，說明野生金針菇菌株只有在適宜的溫度條件下才能較好的生長，具有較高的溫度選擇性。

3 結論與討論

食用菌栽培生產過程主要可以分為2 個階段，即營養生長階段和生殖生長階段，在形態上有菌絲體和子實體之分，營養生長階段即為菌絲生長階段，生殖生長階段即為子實體分化階段[7]。

食用菌生長溫度是其生長發育的重要環境因子，溫度的高低主要影響食用菌菌絲生長速度[8]。食用菌菌絲在不同的條件下生長狀態有所不同，通常菌絲生長速度、長勢、色澤等菌落形態特征存在差別，同時菌絲顯微結構也會發生細微變化，包括菌絲直徑、菌絲細胞的分隔情況、菌絲鎖狀聯合情況、菌絲細胞內液泡、細胞核情況等[9]。通過對64 個金針菇菌株在不同溫度條件下菌絲生長勢和生長速度的調查發現，菌絲生長勢和生長速度相關性不大。通過不同溫度下菌絲生長速度篩選出的低溫型菌株4號白金，其菌絲生長狀態較好、菌絲略密，在5 ℃溫度條件下生長速度最快。篩選出高溫型和廣溫型菌株白金針2 號的菌絲，其生長勢一般，但在10～30 ℃溫度條件下生長速度最快。因此，在菌株篩選中不能僅從菌絲生長勢判斷，還要結合生長速度綜合判斷菌株優劣。通過對菌株生長勢和生長速度的綜合評價，初步篩選出4 號低溫型菌株白金，32 號高溫型和廣溫型菌株白金針2 號。

在食用菌雜交育種時，一般選擇菌絲生長速度較快、菌絲生長勢較強的菌株作為雜交親本，然而，有些菌絲生長速度較慢或生長勢稍弱的菌株也可能具備其他優良生產性狀。因此，科學地選擇雜交親本仍需要進行更加細致入微的系統研究。

在雜交育種中，雜交親本的選擇對育種的成敗起著至關重要的作用。因此要進行有效的雜交育種必須了解種間雜交和種內雜交菌株的親緣關系，同時，要廣泛收集和保存食用菌遺傳資源[10]。聚類熱圖的原理是將個體樣品或者對象變量按相似程度距離遠近劃分類別，使得相似性較強的元素聚為同一類。目的在于使類間元素的同質性最大化和類間元素的異質性最大化。龐杰等[7]利用35 種食用菌菌絲生長和子實體分化溫度的研究結果，通過聚類分析將29 種食用菌溫度類型劃分為四大類。通過對64株金針菇菌株不同溫度下的生長速度進行聚類熱圖分析發現，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ類菌株菌絲生長速度均隨溫度的升高先升后降，Ⅳ類菌株菌絲生長速度則出現隨溫度的升高先升后降又升的現象，但不同菌株的菌絲生長速度最大值普遍在20 ℃和25 ℃，說明20～25 ℃是金針菇菌株的最佳生長溫度。白金針2 號單獨成為一個類群，說明與其他菌株親緣關系較遠，可作為金針菇育種的雜交親本。利用聚類熱圖對64 株金針菇菌株進行類群劃分，依此鑒定金針菇菌株之間的親緣關系，該方法可以對菌株之間的親緣關系進行初步判斷，后續可以考慮結合拮抗試驗、多種分子標記技術進行驗證，為金針菇菌株新品種選育和雜交育種提供依據。