1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶产生菌提高糙皮侧耳高氨和高温适应性研究

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糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)又名平菇,是我国乃至全世界食用菌主栽培品种之一。近年来,发酵料栽培糙皮侧耳技术逐渐得到普及推广,然而,发酵料中含有较高浓度的氨和水溶性有机碳,高浓度氨对平菇有毒害作用,高浓度水溶性有机碳造成平菇发菌期间高的料温(料温比环境温度高10℃左右)对平菇亦有抑制作用。发酵料高氨和高温对糙皮侧耳有哪些影响以及糙皮侧耳是如何适应高氨和高温的,还不清楚。本文对此进行了探讨。主要研究结果如下。(1)测定了高氨和高温对糙皮侧耳菌丝生长的影响。在PDA平板中,糙皮侧耳黑抗650和NY-2生长最适氨质量浓度为0.10%~0.20%,上限浓度为0.75%,黑平17-1的最适氨质量浓度和上限浓度均为0.75%。在灭菌发酵料中,该3个菌株菌丝生长的最适氨质量浓度均为0.08%~0.25%,生长上限质量浓度均为0.25%。在PDA平板中发现,3个菌株均表现为在25-32℃范围内,氨对菌丝生长的影响高于温度,而在32-35℃范围内,温度的影响高于氨。对常用的39个糙皮侧耳品种进行了氨耐受性分析,有34个品种在含0.5%的NH4Cl的平板中的生长速度均低于其在不含NH4Cl的平板,另外五个品种的生长速度与不含NH4Cl的平板相比无差异,表明绝大多数糙皮侧耳品种都是不耐氨的。(2)分析了乙烯对糙皮侧耳菌丝生长的影响及糙皮侧耳乙烯合成途径。在灭菌发酵料中培养黑抗650,可以检测到合成有乙烯,32℃条件下乙烯合成量显著高于25℃。在平板中添加乙烯抑制剂1-MCP,在高温条件下能够提高菌丝生长速度。从黑抗650的总RNA中克隆得到一个1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)氧化酶(ACO)基因,该基因在毕赤酵母中表达纯化的蛋白能够催化ACC合成乙烯。表明糙皮侧耳也具有植物中存在的合成乙烯的ACC途径。与植物的ACO蛋白一起进行系统发育分析,该ACO蛋白属于新的ACO类型。(3)测定了1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶(Acd S)产生菌对糙皮侧耳的促生作用。在糙皮侧耳发酵料中检测到丰富的Acd S产生菌。典型的Acd S产生菌假单胞菌UW4(Pseudomonas sp.UW4)能够在糙皮侧耳菌丝表面定殖,在高氨和高温条件下能够降低糙皮侧耳菌丝的乙烯合成量,促进糙皮侧耳菌丝的生长,并能够诱导原基形成,提高菇产量。综上所述,糙皮侧耳在发酵料栽培中适应高氨和高温的机理可能是,发酵料高氨和高温对糙皮侧耳生长有抑制作用,并诱导乙烯的合成。发酵料中丰富的Acd S产生菌能够降低糙皮侧耳的乙烯合成量,解除乙烯对糙皮侧耳的抑制作用,促进糙皮侧耳菌丝的生长,提高菇产量。
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