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摘要:研究花脸香蘑(Lepista sordida)菌丝平板培养最佳碳源、氮源和无机盐,得到优化配方。以花脸香蘑菌丝生长速度为指标,通过平板培养研究9种碳源、8种氮源及6种无机盐对花脸香蘑菌丝生长的影响,并用三元二次正交回归试验对花脸香蘑的培养基配方进行优化。结果表明,促进花脸香蘑菌丝生长的最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为麸皮,最佳无机盐为MgSO4,培养7 d后菌丝生长速率分别为2.29、1.88、1.64 mm/d;优化后的培养基配方为:马铃薯20%、琼脂2%、蔗糖3.06%、麸皮0.45%、MgSO4 0.02%。培养基中添加蔗糖、麸皮和MgSO4可促进花脸香蘑菌丝生长,并得到优化后的培养配方,为下一步研究提供了基础。
关键词:花脸香蘑;碳源;氮源;无机盐;生长速度
中图分类号:S646.1 10.1 文献标志码: A
文章编号:1002-1302(2019)19-0113-05
收稿日期:2019-02-11
基金项目:湖南省自然科学基金(编号:2019JJ50330);湖南省重点研发计划(编号:2018NK2025)。
作者简介:陆 欢(1989—),女,湖南怀化人,硕士,助理研究员,主要从事食药用菌保鲜与加工研究。E-mail:245450595@qq.com。
通信作者:徐 宁,博士,助理研究员,主要从事食药用菌保鲜与加工研究。E-mail:1050353232@qq.com。
花脸香蘑[Lepista sordida(Schumach.)Singer]又名紫晶品蘑、丁香蘑、花脸蘑、紫花脸香蘑等,属担子菌门(Basidiomycotina)伞菌纲(Agaricomycetes)伞菌亚纲(Agaricomycetidae)伞菌目(Agaricales)口蘑科(Tricholomataceae)[1],主要分布于亚洲(我国)、欧洲等地,我国主要分布在贵州、云南、黑龙江、辽宁、河北、河南、甘肃、青海、四川、新疆、山西、内蒙古和福建等地[2-5]。花脸香蘑气味浓香,色泽宜人,味道鲜美,是一种药食两用的珍稀真菌,其蛋白质含量丰富,各种氨基酸比较齐全[6-8],特别是钙、铁、胡萝卜素和烟酸含量丰富,还含有较多的微量元素如铜、锌、氟、碘等[9],具有养血、益神、补肝和利五脏的功效,还含有多糖[10-14]、二萜[15]、抑菌物质[16-19]等生物活性成分,是香蘑属中具有很高开发价值的优良食用菌之一。
国内外学者对花脸香蘑研究已有几十年,但到目前为止,花脸香蘑人工栽培还处于小规模阶段,还无法大规模生产。目前关于花脸香蘑生物学特性和营养特性已有报道,但关于碳源、氮源和无机盐对菌丝生长速度的影响报道极少[20-23]。本研究探讨了不同碳源、氮源和无机盐对花脸香蘑菌丝生长速度的影响及菌丝生长最佳碳源、氮源和无机盐,还对培养基配方进行了优化,为花脸香蘑的进一步研究提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试菌株
花脸香蘑菌株为湖南省食用菌研究所保藏菌株。
1.1.2 主要试剂和仪器
所有试剂均购自国药集团化学试剂有限公司,马铃薯、玉米粉、大豆粉和麸皮购自周边市场。试管、培养皿等玻璃仪器,购自泰州科健医疗用品有限公司;YXQ0LS-75SⅡ立式蒸汽灭菌锅,购自上海博迅实业有限公司医疗设备厂;SW-CJ-2F净化工作台,购自苏州净化设备有限公司;101-3AB电热鼓风干燥箱,购自天津市泰斯特仪器有限公司;智能生化培养箱,购自台湾斯特仪器设备有限公司。
1.1.3 培养基
基础培养基(1 L):马铃薯200 g,琼脂20 g。碳源试验培养基:在基础培养基中分别添加葡萄糖、半乳糖、木糖、甘露醇、蔗糖、麦芽糖、乳糖、果糖、甲基纤维素,添加量均为总量的2%。氮源试验培养基:在基础培养基中分别添加硝酸钾、硝酸铵、尿素、蛋白胨、麦芽浸粉、玉米粉、大豆粉、麸皮,添加量均为总量的0.5%。无机盐试验培养基:在基础培养基中分别添加FeSO4、CuSO4、CaSO4、ZnSO4、MgSO4、NaCl,添加量均为总量的0.05%。
1.2 试验方法
1.2.1 不同营养条件对花脸香蘑菌丝生长的影响
将活化的花脸香蘑菌种于PDA培养基上25 ℃培养7 d,用打孔机取活化菌种块(菌块直径5 mm)接于添加不同碳源、氮源和无机盐平板(平板直径9 cm)中,于25 ℃培养5~7 d,用“十”字交叉法测定菌丝生长速度,观察菌丝长势,選择最合适碳源、氮源和无机盐,每个处理5次重复。
1.2.2 不同营养浓度对花脸香蘑菌丝生长的影响
将活化的花脸香蘑菌块(菌块直径5 mm)分别接种于不同浓度的最适碳源、氮源和无机盐的培养基中,碳源浓度(C)分别为1%、2%、3%、4%、5%、6%,氮源浓度(N)分别为0.1%、0.2%、03%、0.4%、0.5%、0.6%,无机盐浓度(I)分别为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%,其他同“1.2.1”节。
1.2.3 花脸香蘑培养基优化
在“1.2.1”和“1.2.2”节试验基础上,对花脸香蘑培养基进行优化,即以马铃薯20%、琼脂2%为基础添加上述试验得到的最适碳源、氮源和无机盐,采用三元二次正交回归设计对这3个因素进行组合研究,建立碳源、氮源、无机盐与花脸香蘑菌丝生长速度之间的二次多项式回归方程,寻找最优的配方。试验因素水平及编码见表1。
以花脸香蘑菌丝生长速度为响应值Y,拟合二次多项式方程
式中:Y为菌丝生长速度的预测值;b0为常数项;bj为一次项系数;bhj为交互项系数;bjj为二次项系数;多项式方程(1)的拟合性质由确定系数R2检验,其统计学上的显著性由F值检验。 1.3 数据分析
试验数据采用DPS 9.50数据处理软件进行曲线拟合及统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同营养条件对花脸香蘑菌丝生长的影响
2.1.1 不同碳源对花脸香蘑菌丝生长的影响
由表2可知,花脸香蘑菌丝生长速度和长势在9种不同碳源培养基上表现有差异。在0.05水平上,以蔗糖为碳源生长最快,日均生长2.29 mm;其次为淀粉和麦芽糖,日均生长分别为2.06、1.95 mm;再次是甘露糖、甲基纤维素、白糖、葡萄糖、半乳糖;果糖最慢,日均生长仅为0.97 mm,说明蔗糖与其他8种碳源培养基之间存在显著差异。从菌丝长势上来看,以蔗糖、半乳糖、白糖和葡萄糖为碳源的培养基上的菌丝生长得更浓密壮实,菌丝颜色呈浅紫色。综合生长速度和菌丝长势,花脸香蘑菌丝生长的最佳碳源是蔗糖,说明花脸香蘑更容易吸收利用双糖。
2.1.2 不同氮源对花脸香蘑菌丝生长的影响
由表3可知,花脸香蘑菌丝生长速度和长势在8种不同氮源培养基上表现有差异。在0.05水平上,以麸皮为氮源生长最快,日均生长1.88 mm;其次为蛋白胨和麦芽浸粉,日均生长分别为1.65、1.56 mm;再次是玉米粉、大豆粉、KNO3、尿素;NH3Cl最慢,菌丝未生长,说明麸皮与其他7种氮源培养基之间存在显著差异。从菌丝长势上来看,菌丝颜色呈浅紫色,除尿素和NH3Cl为氮源的培养基之外,其余6种培养基的菌丝生长得较浓密。综合生长速度和菌丝长势,花脸香蘑菌丝生长的最佳氮源是麸皮。
2.1.3 不同无机盐对花脸香蘑菌丝生长的影响
由表4可知,花脸香蘑菌丝生长速度和长势在6种不同无机盐培养基上表现有差异。在0.05水平上,以MgSO4为无机盐生长最快,日均生长1.64 mm;其次为NaCl和CaSO4,日均生长分别为1.58、1.42 mm;再次是FeSO4、ZnSO4;CuSO4最慢,日均生长仅为0.81 mm,说明MgSO4与其他5种无机盐培养基之间存在差异。从菌丝长势上来看,菌丝颜色呈浅紫色,除CuSO4为无机盐培养基之外,其余5种培养基的菌丝生长得较浓密。综合生长速度和菌丝长势,花脸香蘑菌丝生长的最佳无机盐是MgSO4。
2.2 不同营养浓度对花脸香蘑菌丝生长的影响
2.2.1 不同碳源浓度对花脸香蘑菌丝生长的影响
对菌丝生长速度(YC)与碳源浓度(C)2个变量进行回归分析,得到方程:
式中:R2=0.706,F=623.859,P=0.030<0.05,说明模型与实测值拟合较好,菌丝生长速度与碳源浓度达到显著相关水平。由回归方程(2)预测值和试验实测值得到的结果如图1所示,结果表明,在碳源浓度为1%~3%之间,菌丝生长速度随着浓度增加而加快;浓度>3%后菌丝生长速度随着浓度增加而减慢。
2.2.2 不同氮源浓度对花脸香蘑菌丝生长的影响
对菌丝生长速度(YN)与碳源浓度(N)2个变量进行回归分析,得到方程:
式中:R2=0.988,F=2 769.159,P=0.014<0.05,说明模型与实测值拟合较好, 菌丝生长速度与氮源浓度达到显著相关
水平。由回归方程(3)预测值和试验实测值得到的结果如图2所示,结果表明,在氮源浓度为0.1%~0.5%之间,菌丝生长速度随着浓度增加而加快;當氮源浓度
关键词:花脸香蘑;碳源;氮源;无机盐;生长速度
中图分类号:S646.1 10.1 文献标志码: A
文章编号:1002-1302(2019)19-0113-05
收稿日期:2019-02-11
基金项目:湖南省自然科学基金(编号:2019JJ50330);湖南省重点研发计划(编号:2018NK2025)。
作者简介:陆 欢(1989—),女,湖南怀化人,硕士,助理研究员,主要从事食药用菌保鲜与加工研究。E-mail:245450595@qq.com。
通信作者:徐 宁,博士,助理研究员,主要从事食药用菌保鲜与加工研究。E-mail:1050353232@qq.com。
花脸香蘑[Lepista sordida(Schumach.)Singer]又名紫晶品蘑、丁香蘑、花脸蘑、紫花脸香蘑等,属担子菌门(Basidiomycotina)伞菌纲(Agaricomycetes)伞菌亚纲(Agaricomycetidae)伞菌目(Agaricales)口蘑科(Tricholomataceae)[1],主要分布于亚洲(我国)、欧洲等地,我国主要分布在贵州、云南、黑龙江、辽宁、河北、河南、甘肃、青海、四川、新疆、山西、内蒙古和福建等地[2-5]。花脸香蘑气味浓香,色泽宜人,味道鲜美,是一种药食两用的珍稀真菌,其蛋白质含量丰富,各种氨基酸比较齐全[6-8],特别是钙、铁、胡萝卜素和烟酸含量丰富,还含有较多的微量元素如铜、锌、氟、碘等[9],具有养血、益神、补肝和利五脏的功效,还含有多糖[10-14]、二萜[15]、抑菌物质[16-19]等生物活性成分,是香蘑属中具有很高开发价值的优良食用菌之一。
国内外学者对花脸香蘑研究已有几十年,但到目前为止,花脸香蘑人工栽培还处于小规模阶段,还无法大规模生产。目前关于花脸香蘑生物学特性和营养特性已有报道,但关于碳源、氮源和无机盐对菌丝生长速度的影响报道极少[20-23]。本研究探讨了不同碳源、氮源和无机盐对花脸香蘑菌丝生长速度的影响及菌丝生长最佳碳源、氮源和无机盐,还对培养基配方进行了优化,为花脸香蘑的进一步研究提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试菌株
花脸香蘑菌株为湖南省食用菌研究所保藏菌株。
1.1.2 主要试剂和仪器
所有试剂均购自国药集团化学试剂有限公司,马铃薯、玉米粉、大豆粉和麸皮购自周边市场。试管、培养皿等玻璃仪器,购自泰州科健医疗用品有限公司;YXQ0LS-75SⅡ立式蒸汽灭菌锅,购自上海博迅实业有限公司医疗设备厂;SW-CJ-2F净化工作台,购自苏州净化设备有限公司;101-3AB电热鼓风干燥箱,购自天津市泰斯特仪器有限公司;智能生化培养箱,购自台湾斯特仪器设备有限公司。
1.1.3 培养基
基础培养基(1 L):马铃薯200 g,琼脂20 g。碳源试验培养基:在基础培养基中分别添加葡萄糖、半乳糖、木糖、甘露醇、蔗糖、麦芽糖、乳糖、果糖、甲基纤维素,添加量均为总量的2%。氮源试验培养基:在基础培养基中分别添加硝酸钾、硝酸铵、尿素、蛋白胨、麦芽浸粉、玉米粉、大豆粉、麸皮,添加量均为总量的0.5%。无机盐试验培养基:在基础培养基中分别添加FeSO4、CuSO4、CaSO4、ZnSO4、MgSO4、NaCl,添加量均为总量的0.05%。
1.2 试验方法
1.2.1 不同营养条件对花脸香蘑菌丝生长的影响
将活化的花脸香蘑菌种于PDA培养基上25 ℃培养7 d,用打孔机取活化菌种块(菌块直径5 mm)接于添加不同碳源、氮源和无机盐平板(平板直径9 cm)中,于25 ℃培养5~7 d,用“十”字交叉法测定菌丝生长速度,观察菌丝长势,選择最合适碳源、氮源和无机盐,每个处理5次重复。
1.2.2 不同营养浓度对花脸香蘑菌丝生长的影响
将活化的花脸香蘑菌块(菌块直径5 mm)分别接种于不同浓度的最适碳源、氮源和无机盐的培养基中,碳源浓度(C)分别为1%、2%、3%、4%、5%、6%,氮源浓度(N)分别为0.1%、0.2%、03%、0.4%、0.5%、0.6%,无机盐浓度(I)分别为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%,其他同“1.2.1”节。
1.2.3 花脸香蘑培养基优化
在“1.2.1”和“1.2.2”节试验基础上,对花脸香蘑培养基进行优化,即以马铃薯20%、琼脂2%为基础添加上述试验得到的最适碳源、氮源和无机盐,采用三元二次正交回归设计对这3个因素进行组合研究,建立碳源、氮源、无机盐与花脸香蘑菌丝生长速度之间的二次多项式回归方程,寻找最优的配方。试验因素水平及编码见表1。
以花脸香蘑菌丝生长速度为响应值Y,拟合二次多项式方程
式中:Y为菌丝生长速度的预测值;b0为常数项;bj为一次项系数;bhj为交互项系数;bjj为二次项系数;多项式方程(1)的拟合性质由确定系数R2检验,其统计学上的显著性由F值检验。 1.3 数据分析
试验数据采用DPS 9.50数据处理软件进行曲线拟合及统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同营养条件对花脸香蘑菌丝生长的影响
2.1.1 不同碳源对花脸香蘑菌丝生长的影响
由表2可知,花脸香蘑菌丝生长速度和长势在9种不同碳源培养基上表现有差异。在0.05水平上,以蔗糖为碳源生长最快,日均生长2.29 mm;其次为淀粉和麦芽糖,日均生长分别为2.06、1.95 mm;再次是甘露糖、甲基纤维素、白糖、葡萄糖、半乳糖;果糖最慢,日均生长仅为0.97 mm,说明蔗糖与其他8种碳源培养基之间存在显著差异。从菌丝长势上来看,以蔗糖、半乳糖、白糖和葡萄糖为碳源的培养基上的菌丝生长得更浓密壮实,菌丝颜色呈浅紫色。综合生长速度和菌丝长势,花脸香蘑菌丝生长的最佳碳源是蔗糖,说明花脸香蘑更容易吸收利用双糖。
2.1.2 不同氮源对花脸香蘑菌丝生长的影响
由表3可知,花脸香蘑菌丝生长速度和长势在8种不同氮源培养基上表现有差异。在0.05水平上,以麸皮为氮源生长最快,日均生长1.88 mm;其次为蛋白胨和麦芽浸粉,日均生长分别为1.65、1.56 mm;再次是玉米粉、大豆粉、KNO3、尿素;NH3Cl最慢,菌丝未生长,说明麸皮与其他7种氮源培养基之间存在显著差异。从菌丝长势上来看,菌丝颜色呈浅紫色,除尿素和NH3Cl为氮源的培养基之外,其余6种培养基的菌丝生长得较浓密。综合生长速度和菌丝长势,花脸香蘑菌丝生长的最佳氮源是麸皮。
2.1.3 不同无机盐对花脸香蘑菌丝生长的影响
由表4可知,花脸香蘑菌丝生长速度和长势在6种不同无机盐培养基上表现有差异。在0.05水平上,以MgSO4为无机盐生长最快,日均生长1.64 mm;其次为NaCl和CaSO4,日均生长分别为1.58、1.42 mm;再次是FeSO4、ZnSO4;CuSO4最慢,日均生长仅为0.81 mm,说明MgSO4与其他5种无机盐培养基之间存在差异。从菌丝长势上来看,菌丝颜色呈浅紫色,除CuSO4为无机盐培养基之外,其余5种培养基的菌丝生长得较浓密。综合生长速度和菌丝长势,花脸香蘑菌丝生长的最佳无机盐是MgSO4。
2.2 不同营养浓度对花脸香蘑菌丝生长的影响
2.2.1 不同碳源浓度对花脸香蘑菌丝生长的影响
对菌丝生长速度(YC)与碳源浓度(C)2个变量进行回归分析,得到方程:
式中:R2=0.706,F=623.859,P=0.030<0.05,说明模型与实测值拟合较好,菌丝生长速度与碳源浓度达到显著相关水平。由回归方程(2)预测值和试验实测值得到的结果如图1所示,结果表明,在碳源浓度为1%~3%之间,菌丝生长速度随着浓度增加而加快;浓度>3%后菌丝生长速度随着浓度增加而减慢。
2.2.2 不同氮源浓度对花脸香蘑菌丝生长的影响
对菌丝生长速度(YN)与碳源浓度(N)2个变量进行回归分析,得到方程:
式中:R2=0.988,F=2 769.159,P=0.014<0.05,说明模型与实测值拟合较好, 菌丝生长速度与氮源浓度达到显著相关
水平。由回归方程(3)预测值和试验实测值得到的结果如图2所示,结果表明,在氮源浓度为0.1%~0.5%之间,菌丝生长速度随着浓度增加而加快;當氮源浓度