不同光質LED光源對星孢寄生菇生長發育的影響

摘" " 要：為探究星孢寄生菇在光脅迫下的生長發育特性，采用平板培養法，研究了10種不同光質LED光源對該菇菌絲生長、原基分化及子實體發育的影響。結果表明，與黑暗對照相比，不同光源對該菇菌絲生長均有抑制作用，其中白光的抑制效果最顯著。同時，光源對該菇原基分化數量的影響不顯著，但白光培養下的原基分化時間最長（3.75 d）。此外，暖黃光對該菇子實體發育有促進作用，藍光有抑制作用，紫光有先抑制后促進的作用。接種后2～3 d，該菇菌絲生長速度和原基分化數量呈線性增長趨勢，在大多數光源下分別在第3、4 天達到峰值；第3～4 天，在大多數光源下，該菇子實體發育數量也呈線性增長趨勢，并達到峰值。值得注意的是，在某些光源下，該菇菌絲生長速度、原基分化數量和子實體發育數量在高峰期后仍呈現小高峰。總之，光脅迫對該菇菌絲生長不利，對原基分化影響較小，但對子實體發育有正負兩方面的影響。

關鍵詞：星孢寄生菇；LED光源；菌絲生長；原基分化；子實體發育

中圖分類號：S646.9 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）02-032-06

Effects of LED light source with different light quality on the growth and development of Asterophora lycoperdoides

ZHOU Huiming， WANG Chaowen， LI Jiahao， BAI Yuying， PU Yan， ZHENG Zhao， PAI Nansheng， PU Xinyu

（School of Biotechnology and Engineering， West Yunnan University， Lincang 677000， Yunnan， China）

Abstract： In order to investigate the growth and development characteristics of Asterophora lycoperdoides under light stress， the effects of 10 different light quality LED light sources on the mycelium growth， primordium differentiation and fruiting body development of this mushroom were investigated by plate culture method. The results showed that different light sources inhibited the mycelial growth of A. lycoperdoides， with white light showing the most significant inhibitory effect. Meanwhile， the effect of light source on the number of its primordium differentiation was not significant， but the longest time of primordium differentiation （3.75 d） was observed under white light culture. In addition， warm yellow light promoted the development of its fruiting body development， while blue light had an inhibitory effect， and violet light tended to inhibit and then promote the development of this mushroom. From 2 to 3 d after inoculation， the mycelium growth rate and the number of primordium differentiation of A. lycoperdoides showed a linear increasing trend， and reached the peaks on the 3 d， 4 d under most of the light sources， respectively; from 3 to 4 d， under most light sources， the number of its fruiting body development also showed a linear growth trend and reached a peak. It is worth noting that the mycelium growth rate， the number of primordium differentiation and the number of fruiting body development of this mushroom still showed small peaks after the peak period under some light sources. In conclusion， light stress was detrimental to the mycelium growth of A. lycoperdoides and had a minor effect on the primordium differentiation， but had a positive and negative effect on the development of the fruiting body.

Key words： Asterophora lycoperdoides; LED light source; Mycelial growth; Primordial differentiation; Fruiting body development

星孢寄生菇（Asterophora lycoperdoides）隸屬于擔子菌亞門，層菌綱，傘菌目，白蘑科，寄生菇屬[1]，在中國主要分布于云南、貴州、四川等地區[2]。該菇作為一種兼有寄生與腐生的大型真菌，營養方式獨特，比普通菇類菌絲生長快且極易出菇[3]。因此，探究星孢寄生菇的個體發育機制對了解其出菇機制[1]，以及加速野生菌的馴化進程具有重要意義。

目前，全球已發現大型真菌2300多種，其中在中國發現的有近1000種，但用于商業栽培的約60種，能夠進行大規模商業化栽培的約10種[4-6]，絕大多數野生菌類至今未實現人工栽培[7]。因此，以特殊的星孢寄生菇為研究對象，對其生長發育進行研究，對突破野生菌資源人工化難度大這一瓶頸具有重要的實際意義。星孢寄生菇的生長發育過程受到各種環境因素的影響[8]，其中光照是其最為重要的影響因素之一，但不同光質對該菇生長發育的研究還未見報道。

筆者以黑暗為對照，采用平板培養法，探究星孢寄生菇在10種不同光質LED光源下的生長發育情況，篩選出適合該菇菌絲生長、原基分化及子實體發育的光質，以期為該菇的個體發育、菌種貯藏、栽培種制備等提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌株 星孢寄生菇（編號：YAASM4665）菌株由滇西科技師范學院食用菌課題組提供，不透光硬紙板與LED-T5一體化燈管購買于云南省臨滄市批發市場。

1.1.2 培養基 PDA（馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂15 g、蒸餾水1 L、pH 8.0左右）、PSA（馬鈴薯200 g、蔗糖20 g、瓊脂15 g、蒸餾水1 L、pH 6.6）。

1.2 方法

1.2.1 培養基平板的制作 試驗于2022年12月在滇西科技師范學院食用菌實訓室內進行。稱取馬鈴薯，去皮并清洗干凈，然后將其切成1 cm3的小塊，加入適量蒸餾水煮沸并保持20 min，使用4層紗布過濾，收集上清液，加入其他藥品，繼續加熱培養基至完全溶解，用蒸餾水將溶液定容至1 L，用1 mol·L-1的鹽酸和NaOH溶液調節培養基pH，并趁熱倒入錐形瓶，封口。121 ℃下滅菌30 min，倒平板[8]，備用。

1.2.2 隔光設備的設計 隔光設備采用3 mm厚度的不透光硬紙板，將其組裝成空間體積為15 673.5 cm3且規格一致的長方體，然后在長方體頂部的同一位置安裝同一型號不同光質的LED-T5一體化燈管，最后接通電源，放入25 ℃的恒溫培養箱。

1.2.3 菌種的活化、接種及培養 星孢寄生菇試管斜面菌種的轉接代數未超過3代，以免菌種純度降低和活力減弱[9]。將菌種置于25 ℃下培養3～5 d，在無菌條件下，取黃豆大小的菌塊轉接至直徑為60 mm的PDA培養基平板中央，繼續在同樣的溫度下培養5～7 d。使用直徑為5 mm的打孔器，按照菌齡一致呈圓周式[10]，在活化的菌落平板上進行打孔，然后取1個菌塊接入PSA培養基平板中央，置于上述隔光設備，以黑暗為對照，在黃光、白光、冰藍光、暖黃光、暖白光、綠光、粉光、藍光、紅光、紫光等10種光質下培養，每處理4個重復。

1.2.4 試驗項目的測定 接種后，記錄菌絲萌發時間（d）、原基分化時間（d）、第1～6 天的菌絲生長速度（mm·d-1）、原基分化數量（個·皿-1）、子實體發育數量（個·皿-1）以及第6 天的菌絲生長勢（“+++”表示濃密健壯，“++ ”表示較濃密，“+”表示生長稀疏，“─”表示不生長）[11-12]、菌絲顏色、菌絲直徑（mm）、子實體顏色、菌柄長度（mm）、菌蓋直徑（mm）等參數。

1.3 統計分析

采用SPSS 22.0軟件對試驗數據進行整理和差異顯著性分析[13]。

2 結果與分析

2.1 光質變化對星孢寄生菇菌絲生長的影響

由表1可知，菌株YAASM4665菌絲在各光質處理下均能生長，菌絲顏色以白色為主，萌發時間均為2 d。在黑暗培養下，其菌絲濃密健壯，直徑最大且生長速度最快（9.11 mm·d-1），與其他處理呈極顯著差異；白光處理下，菌絲生長稀疏，直徑最小且生長速度最慢（2.99 mm·d-1），與其他處理呈極顯著差異，其次是藍光與黃光。總之，光質對該菇菌絲生長有不同程度的抑制作用，白光抑制效果最顯著。

在黑暗與不同光質下，該菇菌絲接種后第2～3天為生長對數期，第3天生長增速達到最大（圖1），紅光處理菌絲生長速度最大，白光處理最小，之后其增速開始下降，此時，除黃光和白光外，其他處理菌絲生長速度依然呈緩慢上升趨勢。第4天該菇菌絲生長速度除在黃光和白光培養下持續下降外，其余處理達到峰值，以黑暗培養最為理想，此后開始呈緩慢下降的趨勢。第5天該菇在白光、冰藍光、暖黃光、暖白光、藍光、紫光下菌絲生長速度達到最低值，第6天菌絲在上述6種光質培養下又出現重新加速生長的現象，黃光、綠光、粉光、紅光光質以及黑暗處理下的菌絲生長速度達到最低值。

2.2 光質變化對星孢寄生菇原基分化的影響

由表2可知，菌株YAASM4665在各光質處理下原基均能分化，灰白色或生成色，除白光外其他光質下原基分化時間均為3 d。在紫光培養下，原基分化數量最多，達到21.25個·皿-1，與白光處理相比呈顯著差異，與對照及其他光質處理差異不顯著。總之，光質對該菇原基的分化無顯著的促進作用，其中白光對其原基分化有一定的抑制作用。

在黑暗與不同光質下，菌株接種后第2天其原基分化數量開始快速增加（圖2），第3天除綠光外，其他處理的原基分化數量達到最大，粉光培養下原基數量最大，白光處理則最小，之后除綠光處理緩慢上升外，其他光質處理呈下降趨勢。第4天綠光培養下其原基分化數量達到峰值，黑暗處理達到最低值。第5天綠光培養下其原基未分化，藍光、暖黃光、黃光、紫光下其分化數量達到最低值，其余5種光質以及黑暗處理又出現增加的趨勢，以粉光為最大。第6天原基分化數量在粉光、紅光、暖白光、白光、冰藍光培養下達到最低值，其余處理又出現緩慢增大的趨勢。

2.3 光質變化對星孢寄生菇子實體發育的影響

由表3可知，菌株YAASM4665在各光質處理下，除白光、紅光、紫光外，子實體均發育正常且以白色和灰白色為主。在暖黃光培養下，子實體綜合農藝性狀較好，數量最多（11.75個·皿-1），與白光、對照相比呈顯著差異，與藍光、紫光相比呈極顯著差異；濕質量最大（6.95 mg·皿-1），與紅光、暖白光相比呈顯著差異，與紫光、藍光、白光、冰藍光、粉光相比呈極顯著差異。總之，暖黃光對該菇子實體發育數量有促進作用，藍光、紫光對該菇子實體發育數量與濕質量均有抑制作用。

在黑暗與不同光質下，除紫光第5天后開始形成子實體外，其他處理菌株接種第3天后，子實體發育速度加快，呈直線上升趨勢（圖3）。第4天發育速度除紫光外均達到峰值，之后開始呈下降趨勢，發育數量除紫光與藍光外均達到峰值，以綠光培養子實體數量最多。第5天藍光培養下子實體數量達到峰值，白光、暖黃光、粉光、冰藍光、黃光、暖白光以及黑暗處理下子實體數量達到最低值。第6天紫光培養下子實體數量達到峰值，藍光、綠光、紅光培養下達到最低值，其余光質處理的子實體數量有增加的趨勢。

3 討論與結論

大型真菌的細胞內沒有葉綠素，導致其無法進行光合作用，但光照對其生長發育具有極大的影響[14]。光質即不同波長光譜成分[15]能夠刺激或抑制大型真菌發育[16-17]，不同種類和生長階段的大型真菌對光質的響應也存在差異且其作用機制有待深入研究[18]，如平菇（Pleurotus ostreatus）[19]、香菇（Lentinula edodes）[20]、金針菇（Flammulina velutipes）[21]等，星孢寄生菇也不例外。

本研究表明，10種不同光質對星孢寄生菇菌絲生長存在不同程度的抑制作用，其抑制程度為：白光gt;藍光gt;黃光gt;冰藍光gt;紫光gt;粉光gt;暖黃光gt;暖白光gt;綠光gt;紅光，與常明昌[22]、邊銀丙[23]等的研究結果相同。同時，與對照相比，光質對原基分化數量無顯著影響，但光質之間相比，白光對原基的分化有明顯的抑制作用，與孫雅潔等[24]的白光抑制杏鮑菇原基形成的結果相符合。此外，暖黃光能夠促進該菇子實體發育數量的提升，而藍光則相反，紫光表現為先抑制后促進的變化趨勢，與孫雅潔等[24]證明黃光能促進杏鮑菇子實體發育的結果相近，與程國偵等[25]發現藍光不利于海鮮菇子實體發育的結果吻合，與佟希丹[26]總結前人的觀點相同。

上述結果再次證實光線對大型真菌菌絲有抑制和致死作用，藍光的抑制作用最大，紅光的抑制作用最小[26]。筆者在本研究中發現白光對星孢寄生菇抑制作用強于藍光，極有可能是白光包含了各個波長的光線，而藍光只是白光中的一部分，前者更容易被菌絲的光感受器識別和響應且比藍光的光強度更高，導致較強的抑制效果。同時，光質對大型真菌原基分化與子實體發育的誘導因真菌種類而有所不同，對星孢寄生菇原基分化的影響較小，而對其子實體發育的影響較大，極有可能類似于金針菇[26]，子實體發育更需要光線，與蟹味菇[27]一樣對光質具有一定的選擇性。暖黃光極有可能通過激活細胞代謝相關酶的活性來誘導該菇子實體的形成[28]，紫光通過短時間殺死部分氣生菌絲而阻礙了子實體形成的進度。總之，有關不同光照度、光照時間、光源組合等處理對星孢寄生菇生長發育的影響還有待進一步探索。

不同光質對星孢寄生菇生長發育特性的影響存在差異。光脅迫對其菌絲生長不利，對原基分化的影響較小，而對其子實體發育有正負兩方面的影響。在遮光培養條件下，菌絲生長最有利，其中紅光對其抑制作用最小，白光與藍光抑制作用最大。白光對星孢寄生菇原基分化有一定的抑制作用，其余光質對其影響不明顯。暖黃光最有利于該菇子實體的發育，而藍光對其有顯著的抑制作用，紫光具有初期抑制后期促進的作用趨勢。

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