盛春鴿,王延鋒,史 磊,潘春磊,王金賀,劉姿彤,張 鵬,于海洋,趙 靜
(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院,黑龍江 牡丹江 157000)
香蘑屬(Lepista)又稱晶蘑屬,在分類學(xué)上隸屬于擔(dān)子菌亞門(Basidiomycomycotina)層菌綱(Agaricomycetes)傘菌目(Agaricales)口蘑科(Tricholomataceae)。中國境內(nèi)香蘑屬菌株野生資源分布分散、數(shù)量稀少,常見的香蘑屬菌類有花臉香蘑(Lepista sordida)、紫丁香蘑(Lepista nuda)、淡色香蘑(Lepista irina)、黃白香蘑(Lepista flaccida)、白香蘑(Lepista caespitosa)、粉紫香蘑(Lepista personata)6種。主要分布于東北、西北、內(nèi)蒙古、華中等地區(qū)[1-2]。
香蘑屬食用菌子實體的主要特征是:擔(dān)子果口蘑狀至杯傘狀,叢生;常具有紫羅蘭色或丁香紫色色素,失水后顏色漸淡至黃褐色;邊緣內(nèi)卷,具不明顯的條紋,成熟時邊緣常呈波狀或瓣狀,菌蓋吸水或不吸水;菌褶直生,有時稍彎生或稍延生,中等密,淡紫色;菌柄長度為4.0 cm~6.5 cm,中生,基部多彎曲,纖維質(zhì),肉質(zhì);菌幕缺,初夏至夏季群生或近叢生于草地、農(nóng)田附近、村莊路旁[3-4]。香蘑屬菌類營養(yǎng)豐富,味道鮮美,深受廣大食用菌愛好者和研究人員的青睞。子實體富含硒、鍺、鐵、鋅、鈣等微量元素和蛋白質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)[5-6]。
以牡丹江周邊為采集地點,在蘑菇爆發(fā)季節(jié)尋訪黑龍江省境內(nèi)牡丹峰、鏡泊湖、三道關(guān)等自然保護區(qū),對樣地內(nèi)的香蘑屬菌株進行采集。在野外初步描述子實體菌蓋顏色、菌柄及菌褶形態(tài),用相機記錄其生境。采集后帶回實驗室內(nèi)進行組織分離,獲得純培養(yǎng)物后低溫保存待用。結(jié)合ITS測序方法確證菌株的分類學(xué)地位,并對其進行馴化研究。
1.1.1 供試菌株
菌株ZD1,2018年采自牡丹江畔環(huán)龍灣小區(qū)附近;菌株ZD8,2019年采自牡丹江市溫春鎮(zhèn)周邊。具體生境條件及子實體形態(tài)見圖1。
圖1 野生香蘑屬菌株子實體Fig.1 Fruit bodies of wild Lepista spp.strains
1.1.2 供試培養(yǎng)基
馬鈴薯綜合培養(yǎng)基(PDA培養(yǎng)基):去皮馬鈴薯200 g煮汁,葡萄糖20 g、磷酸二氫鉀2 g、硫酸鎂0.5 g、瓊脂15 g,加蒸餾水定容至1 000 mL。
1.1.3 其他主要試劑
DP305-03植物基因組DNA提取試劑盒,天根生化科技有限公司;真菌通用引物ITS1(5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGC-3′)和ITS4(5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′),由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。
1.2.1 形態(tài)學(xué)鑒定
發(fā)現(xiàn)野生香蘑屬菌株時,首先對其子實體進行拍照,以便最大程度的記錄其生境特征。之后肉眼觀察子實體顏色、菌蓋大小、菌褶顏色、著生方式、菌肉薄厚程度及菌柄形態(tài)等一系列宏觀特性。
1.2.2 DNA提取、PCR擴增和測序
使用植物基因組DNA提取試劑盒提取菌絲DNA。采用真菌通用引物對ITS1/ITS4進行ITS序列擴增。
擴增反應(yīng)體系:dNTPs(2.5 mmol·L-1)2μL、引物(0.2 mmol·L-1)各1μL、10×ExTaqPCR buffer 2μL、ExTaq(5 U·μL-1)0.1μL(TaKaRa)、DNA模板2μL,ddH2O補至20μL。
反應(yīng)程序為:94℃預(yù)變性4 min;94℃變性50 s,57℃~58℃復(fù)性50 s,72℃延伸2 min,35個循環(huán);72℃補齊7 min;4℃保存。
將擴增好的DNA片段送生工生物工程(上海)股份有限公司測序。將已測得的ITS序列在NCBI中通過BLAST檢索比較,利用MEGA 4.0軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。
1.2.3 馴化
1)母種培養(yǎng)基
參照1.1.2配制PDA培養(yǎng)基。
2)不同溫度對菌絲的影響
將活化后的花臉香蘑和紫丁香蘑菌絲體分別用5 mm打孔器接種至裝有20 mL PDA培養(yǎng)基的平板(直徑9 cm)中間,每個處理4個重復(fù)。接種完后分別放在16℃、20℃、24℃、28℃、32℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。當(dāng)菌絲長到平板的2/3處時,測量菌落直徑,比較不同溫度下不同菌株菌絲的生長速度。
3)原種培養(yǎng)基
麥粒培養(yǎng)基:各成分質(zhì)量比例為麥粒99%、石膏1%,含水量65%,pH自然。具體制作方法為:選用顆粒飽滿、無蟲蛀、無霉變的新麥粒,清水浸泡24 h后,煮至無白芯且不開花,撈出瀝干水分;拌入1%石膏,裝袋,126℃滅菌90 min。按常規(guī)方法接種、培養(yǎng)。待接種塊周圍菌絲長滿料面時,將料面處麥粒揉散,輕輕搖勻,促進菌絲的迅速生長。一般約25天長滿菌袋。
4)發(fā)酵料配方及制備
發(fā)酵料配方:各成分質(zhì)量比例為玉米秸稈73%、牛糞25%、石膏1%、石灰1%。發(fā)酵料制備時應(yīng)選擇新鮮、干燥、無霉變、無蟲蛀的玉米秸稈,使用前置于陽光充足的開闊地暴曬2 d~3 d,后用粉碎機粉碎成3 cm~5 cm的顆粒,按照配方比例備料,建堆前1天預(yù)濕,農(nóng)作物秸稈等隨浸隨堆,風(fēng)干的禽畜糞便用清水浸濕,以能捏成團、散得開為宜。培養(yǎng)料的含水量以65%~70%為宜。用機械或人工將培養(yǎng)料建成高為1.2 m~1.5 m,寬為2.5 m~3.0 m,長度不限的梯形料堆,在料堆上垂直打出行距為80 cm、孔距為50 cm的兩行通氣孔。記錄料溫變化,當(dāng)溫度達到55℃以上后保持溫度24 h以上,至白色放線菌出現(xiàn),開始翻堆,補充水分。發(fā)酵期間一般需翻堆4次,第一次翻堆后分別間隔6 d、5 d、4 d,再翻堆一次,每次翻堆應(yīng)注意翻均勻,上下、里外翻透。堆制全過程大約需20 d~25 d。發(fā)酵成熟的標準為:手抓料質(zhì)松軟,富有彈性,料中充滿白色的發(fā)熱菌體,無結(jié)塊,無氨味和糞臭味,具體參照參考文獻[7]。
采用形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)結(jié)合的方法鑒定菌株。
菌株ZD1子實體呈淡紫色;菌蓋直徑為7 cm,平展,邊緣呈現(xiàn)波浪狀或花瓣狀,中間顏色稍淺;菌柄中生,細,長度為4 cm,直徑為0.5 cm,實心;菌褶稍延生。菌株ZD8子實體呈紫羅蘭色;菌蓋邊緣圓整,直徑為6 cm,中間稍凸;菌褶直生;菌柄中生,實心,長度為6 cm,直徑為0.5 cm。
經(jīng)ITS測序以后,得到600 bp左右的2個片段。把這2個片段提交至GenBank,獲得菌株ZD1的登錄號為MZ298492,菌株ZD8的登錄號為MZ298498。同時在Genbank里進行BLAST比對,結(jié)果顯示菌株ZD1與Lepista sordida(KF874612.1)的同源性達到100%,菌株ZD8與Lepista nuda(MT644922.1)的同源性達99%。以松口蘑(Tricholoma matsutake)為外群,用MEGA 4.0軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,結(jié)果見圖2。
圖2 基于ITS序列的系統(tǒng)發(fā)育分析Fig.2 Phylogenetic analysis based on ITS sequences
由圖2可知,菌株ZD1和花臉香蘑(登錄號為KF874612.1和KP293583.1)聚為一個進化枝。菌株ZD8和紫丁香蘑(登錄號為MT644922.1)聚為一個進化枝。
結(jié)合系統(tǒng)發(fā)育樹和比對結(jié)果,以及子實體表型特征,可以判斷菌株ZD1是花臉香蘑,菌株ZD8是紫丁香蘑。
2.2.1 不同溫度對香蘑屬菌株菌絲生長的影響
測定在不同溫度下不同菌株的菌落生長速度,結(jié)果見圖3。
如圖3所示,2個菌株生長情況不同,花臉香蘑菌株ZD1菌絲生長速度較快,紫丁香蘑菌株ZD8生長速度較慢?;樝隳⒃?4℃時菌絲生長速度最快,平均為1.12 cm·d-1。紫丁香蘑菌株生長曲線與花臉香蘑略有不同,在20℃時菌絲生長速度最快,平均為0.55 cm·d-1。
圖3 溫度對香蘑屬菌株菌絲生長的影響Fig.3 Effect of temperature on mycelial growth of Lepista spp.
2.2.2 花臉香蘑馴化試驗
于6月初,氣溫為22℃~25℃,空氣濕度為80%左右時,采用發(fā)酵料散播的方式進行播種。播種量以0.8 kg·m-2~1.0 kg·m-2為宜,鋪料厚度約為20 cm,折合干料約為10 kg·m-2~15 kg·m-2。播種后3周左右,菌絲大部分長滿料面,可對菌床進行覆土,土質(zhì)以松軟、透氣為宜,覆土厚度為1 cm~2 cm。覆土后,控制濕度約為80%,溫度為22℃~26℃,菇棚內(nèi)保持適當(dāng)散射光。覆土后約15 d,花臉香蘑菌絲長滿土層,此時噴水至土層濕潤,調(diào)節(jié)空氣濕度至80%~90%,增加晝夜溫差促進子實體形成。一般經(jīng)過4 d~5 d,表面菌絲開始扭結(jié),形成紫色的原基,現(xiàn)蕾以后,噴水方式調(diào)整為少量多次,始終保持土層濕潤,且保持充足的氧氣供應(yīng)。原基生長5 d~7 d,子實體達到成熟,即可采收,見圖4。
圖4 玉米秸稈基質(zhì)上的花臉香蘑子實體Fig.4 Fruit body of Lepista sordida grown on corn stalk fermentation substrate
如圖4所示,花臉香蘑子實體最初呈半球形,隨著成熟期的來臨,菌蓋慢慢平展,當(dāng)子實體過度成熟時菌蓋邊緣會呈現(xiàn)波狀,一般在菌蓋平展、出現(xiàn)波浪狀之前采收最為適宜。
花臉香蘑是小眾珍稀食用菌之一,近幾年來,相關(guān)的研究報道越來越多。盡管如此,花臉香蘑還未被大眾所熟知和接受,其研究仍然處于起步階段,目前使用的菌種仍然以野生資源為主,尚未有商業(yè)化栽培的相關(guān)報道,市場占有率極小。
通過傳統(tǒng)表型鑒定和ITS測序相結(jié)合的方法鑒定香蘑屬菌株,結(jié)果較為可靠。劉悅萍等[8]利用ITS序列鑒定了從北京市懷柔區(qū)原始次生林區(qū)分離到的野生香蘑,確定其為花臉香蘑。張京良等[9]利用ITS序列對采集自青島嶗山的一株真菌LS7進行鑒定,證明此真菌為花臉香蘑。姜雪等[10]采用表型和分子結(jié)合的方法,準確的鑒定出了2株香蘑屬菌株。劉紅霞等[11]對17種野生蕈菌進行ITS鑒定,結(jié)果準確可信;并對其中8個菌株進行了馴化栽培。鄒莉[12]、賈定洪[13]、岳萬松[14]、王紅艷[15]等分別對野生花臉香蘑菌株進行ITS序列鑒定,取得可靠的結(jié)果。
花臉香蘑馴化的相關(guān)研究國內(nèi)外均有報道,國內(nèi)的研究比較早而且深入;國外的研究以花臉香蘑發(fā)酵液有效成分的提取以及藥理特性為主,對栽培方面的研究不多[16-18]。因此,通過結(jié)合傳統(tǒng)分類學(xué)方法和ITS數(shù)據(jù)分析,取得可靠鑒定結(jié)果。所鑒定的2個菌株中,1株是較難馴化成功的紫丁香蘑,另外1株是比較容易馴化的花臉香蘑。目前花臉香蘑已成功馴化,紫丁香蘑的馴化及出菇條件還有待于進一步研究。
花臉香蘑屬于草腐菌,可以利用農(nóng)作物秸稈進行栽培。但目前其栽培管理方式較為粗放,缺乏一套成熟、系統(tǒng)的栽培模式和管控措施。菌種資源也較為有限,多為研究者采集后通過組織分離獲得,品種選育和改良能力較弱?;樝隳a(chǎn)業(yè)鏈還有待建立、健全,種質(zhì)資源、栽培、育種、病蟲害防控以及精深加工等方面研究仍需進一步加強。