岳萬(wàn)松 劉紹雄 郭 相 余金鳳 張俊波 李雪松 羅孝坤*
(1云南云菌科技(集團(tuán))有限公司,云南昆明650221;2云南省供銷合作社科學(xué)研究所,云南昆明650221;3中華全國(guó)供銷合作總社昆明食用菌研究所,云南昆明650221)
紫丁香蘑(Lepista nuda)隸屬白蘑科(Tricholomtaceae)、香蘑屬(Lepista)[1]。香蘑屬包含多種肉質(zhì)細(xì)嫩、味道鮮美的食用菌。紫丁香蘑是云南一種常見的野生食用菌,在歐洲受歡迎程度可比松茸、牛肝菌[2-3]。研究表明紫丁香蘑有潛在的抗氧化活性、抗菌活性及抗腫瘤活性,有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景[4-6]。但紫丁香蘑屬外生菌根菌[7],人工栽培難度較大。近年來(lái)我國(guó)科研工作者對(duì)同屬中的花臉香蘑(L.sordida)人工馴化栽培研究較多,目前已取得較大突破[8-9]。而對(duì)紫丁香蘑的馴化研究?jī)H在菌株分離鑒定、生物學(xué)特性、液體培養(yǎng)基及二級(jí)種篩選等方面[10-15]。已有研究表明,紫丁香蘑馴化栽培存在發(fā)菌速度慢、制種周期長(zhǎng)、栽培周期長(zhǎng)等問(wèn)題[16-17],這也成為制約紫丁香蘑規(guī)模化栽培的主要技術(shù)瓶頸。由此可見,快速擴(kuò)繁優(yōu)良的菌種是紫丁香蘑馴化栽培的關(guān)鍵步驟之一。目前,食用菌菌種生產(chǎn)多采用固體菌種逐級(jí)擴(kuò)繁,菌種生產(chǎn)周期長(zhǎng),且菌齡不一致。而液體菌種具有接種方便快速、發(fā)菌快、菌齡一致、制種周期短等優(yōu)點(diǎn),因此具有廣闊的應(yīng)用前景[18-20]。
筆者對(duì)云南昆明采集的1株野生紫丁香蘑進(jìn)行形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)種屬鑒定,分離得到純培養(yǎng)菌株,然后分別用其培養(yǎng)液體菌種和固體菌種制備栽培種,比較分析兩種制種方式流程和制種周期,最終篩選出一套快速而有效的紫丁香蘑栽培種制備技術(shù),為紫丁香蘑的人工馴化栽培提供參考。
1.1.1 供試菌株
2018 年11 月在云南昆明市阿子營(yíng)采集到1 株野生紫丁香蘑(圖1a),組織分離獲得母種,保藏于昆明食用菌研究所菌種與資源研究中心,菌株編號(hào)為Z1。
1.1.2 培養(yǎng)基配方
PDA 培養(yǎng)基:土豆200 g(煮沸過(guò)濾取汁),葡萄糖20 g,瓊脂15 g,加水至1 L。培養(yǎng)基121 ℃滅菌30 min。用于母種分離和保藏。
平皿菌種活化培養(yǎng)基:土豆200 g,胡蘿卜50 g,葡萄 糖 15 g,蔗 糖 5 g,黃 豆粉 30 g,蛋白胨 3 g,KH2PO41 g,MgSO40.5 g,瓊脂 15 g,加水至 1 L。土豆和胡蘿卜煮沸過(guò)濾取汁。培養(yǎng)基121 ℃滅菌30 min。
液體綜合培養(yǎng)基配方同菌種活化培養(yǎng)基,不加瓊脂粉,用于一、二級(jí)液體菌種或者發(fā)酵罐菌種的發(fā)酵培養(yǎng)。培養(yǎng)基121 ℃滅菌30 min。
原種、栽培種培養(yǎng)料配方:小麥59%,鋸末38%,蔗糖1%,石灰1%,普鈣1%,含水量均為60%~65%。原種培養(yǎng)料用650 mL廣口瓶裝料滅菌;栽培種培養(yǎng)料用聚丙烯塑料袋(12 cm×24 cm×0.005 cm)裝料滅菌。上述培養(yǎng)料121 ℃滅菌2 h。
1.2.1 形態(tài)學(xué)鑒定
采集當(dāng)天參考文獻(xiàn)[2]和[7]完成對(duì)野生子實(shí)體(M1)的形態(tài)特征鑒定。
1.2.2 菌株分離
采用組織分離法在PDA 無(wú)菌平板上培養(yǎng)、純化(培養(yǎng)條件為28 ℃恒溫避光,單次培養(yǎng)時(shí)間為7~10 d)菌株,編號(hào)為Z1,于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩⒎蛛x菌株Z1 接種于活化培養(yǎng)基上培養(yǎng),7 d 后觀察記錄菌落特征、菌絲形態(tài)。組織分離的剩余新鮮子實(shí)體用硅膠干燥保存于無(wú)菌樣品袋內(nèi),用于提取DNA。
1.2.3 分子鑒定
子實(shí)體M1 及其分離菌株Z1 總DNA 的提取均采用CTAB 提取法[21],引物采用上海生工生物工程技術(shù)公司合成的通用引物 ITS1 和 ITS4[22],50 μL 反應(yīng)體系和ITS 反應(yīng)條件參考文獻(xiàn)[23]完成。PCR 產(chǎn)物送昆明碩擎生物科技有限公司測(cè)序。將測(cè)得的ITS 序列用DNAMAN 進(jìn)行拼接,將ITS 序列提交GenBank 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行BLAST 比對(duì),獲得多條參考序列進(jìn)行多重對(duì)位排列,并手動(dòng)去除排列結(jié)果中兩端的非對(duì)位排列區(qū)。用MEGA5.1 進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建。
1.3.1 液體菌種擴(kuò)繁栽培種
將菌株Z1 的試管母種從4 ℃冰箱中取出并轉(zhuǎn)接到裝有活化培養(yǎng)基的平皿(直徑6 cm)中培養(yǎng)(培養(yǎng)條件為25 ℃恒溫避光,單次培養(yǎng)時(shí)間為11 d)。待菌絲長(zhǎng)滿整個(gè)平皿,取10 塊平皿菌落(直徑為5 mm)轉(zhuǎn)至含有200 mL 液體綜合培養(yǎng)基的三角瓶(500 mL)中,置于搖床 160 r/min、25 ℃恒溫培養(yǎng)8 d,得到一級(jí)液體菌種。取45 mL 的一級(jí)液體菌種轉(zhuǎn)至含有800 mL 液體綜合培養(yǎng)基的三角瓶(1 L)中,置于電磁搖床上25 ℃恒溫繼續(xù)培養(yǎng)6 d,得到二級(jí)液體菌種。冷卻后取20 mL二級(jí)液體菌種接入固體栽培種培養(yǎng)料袋,培養(yǎng)箱中25 ℃恒溫培養(yǎng)至菌絲滿袋,觀察記錄菌絲生長(zhǎng)情況。3 個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)100袋。
1.3.2 固體菌種擴(kuò)繁栽培種
母種擴(kuò)繁同1.3.1。取3 塊平皿菌落(約3 cm2)接入原種培養(yǎng)基,培養(yǎng)箱25 ℃恒溫培養(yǎng)至滿瓶,觀察記錄菌絲生長(zhǎng)情況。再取20 g原種接入栽培種培養(yǎng)料中,培養(yǎng)箱中25 ℃恒溫培養(yǎng)至菌絲滿袋,觀察記錄菌絲生長(zhǎng)情況。3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)100袋。
圖1 M1子實(shí)體及分離培養(yǎng)菌絲形態(tài)特征
采集野生菌株M1 子實(shí)體中等大小,菌蓋直徑3.5~10 cm,半球形至平展,亮紫色、丁香紫色至紫色,光滑,濕潤(rùn),邊緣內(nèi)卷,無(wú)條紋。菌肉淡紫色,較厚。菌褶紫色,直生至稍延生,邊緣往往呈小鋸齒狀。菌柄長(zhǎng)4~9 cm,粗0.5~2 cm,圓柱形,色同菌蓋,初期上部有絮狀粉末,下部光滑或具有縱條紋,內(nèi)實(shí),基部稍膨大(圖1a、b)。分離菌株Z1菌絲在活化培養(yǎng)基上呈淡紫色,輻射狀生長(zhǎng),后期會(huì)形成大量氣生菌絲,大約11 d 左右菌絲可長(zhǎng)滿整個(gè)平皿(圖1c);其菌絲壁薄,分枝較多,存在大量的鎖狀聯(lián)合結(jié)構(gòu)(圖1d)。
綜合以上特征,M1菌株具有顯著香蘑屬真菌特征,確定其為香蘑屬真菌。
通過(guò)PCR 擴(kuò)增和ITS 序列測(cè)定,獲得子實(shí)體M1及其分離菌株Z1 的ITS 序列,其ITS 序列長(zhǎng)度分別為610 bp、608 bp。ITS序列聚類分析結(jié)果表明,M1、Z1 與NCBI 庫(kù)里的多個(gè)菌株共聚為4 個(gè)類群,其中M1、Z1 與L.nudaLC370442 菌株的序列相似性高達(dá)100%(圖2),結(jié)合形態(tài)學(xué)和分子鑒定,將M1、Z1 鑒定為紫丁香蘑(Lepista nuda)。
試驗(yàn)結(jié)果表明,紫丁香蘑固體原種培養(yǎng)需30 d,從一級(jí)液體菌種到二級(jí)液體菌種共需14 d。將固體原種接入培養(yǎng)料后菌絲發(fā)滿菌袋需要47 d,而將液體菌種接入培養(yǎng)料只需41 d 即可滿袋。從制種周期來(lái)看,傳統(tǒng)的固體菌種(圖3)需要逐級(jí)擴(kuò)繁母種、原種、栽培種,平均需88 d,而用液體菌種(圖4)平均只需66 d,縮短22 d,制種效率顯著提高。
圖2 基于ITS序列構(gòu)建的N-J系統(tǒng)發(fā)育樹
圖3 液體菌種擴(kuò)繁栽培種
圖4 固體菌種擴(kuò)繁栽培種
香蘑屬真菌的種間形態(tài)相似性較高,單靠傳統(tǒng)的分類學(xué)方法鑒定容易出現(xiàn)同名異物或同物異名的現(xiàn)象。因此目前多采用形態(tài)學(xué)分類和分子鑒定相結(jié)合的方法來(lái)確定菌株種屬歸類[10-11]。對(duì)M1 及其分離菌株Z1 形態(tài)學(xué)結(jié)合ITS 序列分析鑒定,兩種方法的鑒定結(jié)果一致并相互印證,確定M1、Z1 為紫丁香蘑(Lepista nuda)。
菌種擴(kuò)繁試驗(yàn)結(jié)果表明,采用液體菌種擴(kuò)繁紫丁香蘑栽培種,相比用固體原種擴(kuò)繁,制種周期明顯縮短。因此,液體轉(zhuǎn)固體制種的方法對(duì)紫丁香蘑人工馴化栽培具有較好的實(shí)用價(jià)值。
今后應(yīng)擴(kuò)大試驗(yàn)規(guī)模,并進(jìn)行紫丁香蘑覆土栽培試驗(yàn)。