孙恬,郭爱玲
(天方健(中国)药业有限公司 广东广州 510623)
灵芝(Ganoderma lucidum)属担子菌纲多孔菌目多孔菌科灵芝属真菌,在我国有2000多年药用历史[1]。目前,灵芝以人工栽培为主,在很多地方已经形成颇具规模的规范化种植基地[2]。灵芝种植基地的环境因素对灵芝产量和品质有较大影响[3]。光照是食用菌发育过程中一个重要因素。光照的作用机制复杂,既能刺激食用菌的生长,也能促进其发育。不同光质影响着食用菌子实体生长发育阶段原基形成的状况、菌柄的粗细和菌盖的大小[4-5]。本实验以白膜和蓝膜覆盖大棚,研究灵芝子实体的光生物学特性,为灵芝种植基地人工栽培生产科学补光,提供可靠的理论依据。
许多研究表明蓝光处理影响各种真菌的生长:李巧珍等[6]研究表明蓝光处理的刺芹侧耳子实体商品价值最高。孙雅洁等[7]以杏鲍菇为试材,蓝光处理子实体菌盖普遍偏大,菇体形态均表现为畸形。有研究表明蓝光能促进灵芝子实体多糖三萜含量的积累[8]。王立华等[4]表明蓝光处理的灵芝菌丝体生长快速,菌丝浓密,多糖含量显著高于其他处理组。真菌依靠光受体来感受光信号并传递信号调控相关光反应,蓝光几乎介导所有真菌的光反应,蓝光受体主要有wc-1、wc-2和vivid蛋白[9],克隆灵芝S3中的蓝光受体基因Glwc-1和Glwc-2,发现蓝光刺激可能会使Glwc-1和Glwc-2的相对表达量上升,从而启动蓝光诱导的一系列反应[10]。
灵芝多糖合成主要有2条支路[11],一条是从葡萄糖-6-磷酸到葡萄糖-1-磷酸,关键酶其中包括α-PGM;另一条从葡萄糖-6-磷酸到果糖-1-磷酸,起关键作用的酶是PGI。有研究表明[12]蓝光处理对于灵芝子实体产量有明显的促进作用,促进多糖的积累,提高PGI、α-PGM酶活,说明PGI、α-PGM是灵芝多糖合成的关键酶。
灵芝子实体种植试验设计两组,分别为白膜覆盖大棚种植灵芝的对照组,以及蓝膜覆盖大棚种植灵芝的实验组,每组设置3个大棚。
1.2.1 灵芝子实体生物量测定
不同试验栽培架分别覆盖白膜和蓝膜,将在自然光条件下形成原基的菌袋分别放入各培养架,每组设置50袋,连续培养24 d,每组随机采收4层、5层、6层的灵芝子实体各5个,测定子实体鲜重。每个实验组重复测量3次。
1.2.2 灵芝子实体多糖含量的测定
苯酚硫酸法测定多糖含量。(1)标准曲线绘制。称取105 ℃干燥至质量恒定的葡萄糖配成0.1 mg/mL的葡萄糖标准溶液。准确吸取标准溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL和1.2 mL,分别置于比色管中,各加蒸馏水使体积为2.0 mL。再各加入6%的苯酚1.0 mL,摇匀,迅速滴加浓硫酸5.0 mL。静置10 min后,摇匀,待反应液完全冷却后,于波长490 nm条件下测定其吸光度值,以水作空白试验。以葡萄糖含量为横坐标,吸光度值为纵坐标,绘制葡萄糖标准曲线。(2)供试品溶液的制备。样品粉碎过60目筛,取0.5 g于50 mL具塞离心管,用5 mL水浸润样品,缓慢加入20 mL无水乙醇,同时涡旋;将样品置于超声提取器中150 W提取30 min,结束后,于4 000 r/min离心10 min,弃去上清,不溶物用10 mL 80%的乙醇洗涤离心;用50 mL蒸馏水将上述不溶物转移至圆底烧瓶,沸水浴回流提取2 h;冷却至室温,过滤,将上清移至100 mL容量瓶中,洗涤残渣2~3次,用水定容;取10 mL按1:3过夜醇沉,沉淀用水复溶,定容至10 mL后按苯酚硫酸法测定含量。每个实验组重复测量3次。
1.2.3 灵芝子实体三萜含量的测定[6,13]
(1)对照品溶液的配制:齐墩果酸对照品适量,精密称定,加甲醇制成每1 mL含0.2 mg的溶液,即得。(2)标准曲线的制备:精密量取对照品溶液0.1、0.2、0.3、0.4 mL和0.5 mL,分别置15 mL具塞试管中,挥干,放冷,精密加入新配制的香草醛冰醋酸溶液(精密称取香草醛0.5 g,加冰醋酸使溶解成10 mL)0.2 mL,高氯酸0.8 mL,摇匀,在70 ℃水浴中加热15 min,立即置冰浴中冷却5 min,取出,精密加入乙酸乙酯4 mL,摇匀,以相应试剂为空白,照紫外-可见分光光度法(通则0401),在546 nm波长处测定吸光度,以吸光度为纵坐标、齐墩果酸浓度为横坐标绘制标准曲线。(3)供试品溶液的制备与测定:取本品粉末约2 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,加乙醇50 mL,超声处理(功率140W,频率42 kHz)45 min,过滤,滤液置100 mL量瓶中,用适量乙醇,分次洗涤滤器和滤渣,洗液并入同一量瓶中,加乙醇至刻度,摇匀,即得。精密量取供试品溶液0.2 mL,置15 mL具塞试管中,照标准曲线制备项下的方法,自“挥干”起,同法操作,测定吸光度,从标准曲线上读出供试品溶液中齐墩果酸的含量,计算,即得。每个实验组重复测量3次。
2.1.1 多糖标准曲线
图1 葡萄糖标准曲线
标准曲线方程为y=9.2285x+0.0129,R2=0.9991,说明线性关系良好。
2.2.2 三萜含量标准曲线
图2 齐墩果酸标准曲线
标准曲线方程为y=4.5306x-0.0056,R2=0.9994,说明线性关系良好。
采用白膜和蓝膜栽培的灵芝子实体重量分析显示,其生长过程没有显著差异(图3)。4层、5层、6层子实体的质量在150 g左右,6层子实体的重量在210 g左右。蓝膜的灵芝子实体4层,5层以及6层的生物量较对照组稍高,但差异不显著。
图3 不同光膜处理灵芝子实体生物量变化
蓝膜种植的灵芝子实体多糖含量高于对照组(图4)。在两种种植方式中,5层子实体的多糖含量高于4层和6层,且蓝膜都高于白膜。白膜中5层子实体的多糖含量为3.5%,而蓝膜中达到了4.8%。显示蓝膜栽培有助于子实体中多糖含量的提高。
由图5可知,蓝膜栽培提高了子实体中的三萜含量。蓝膜组4层子实体三萜含量为0.69%,白膜组为0.53%;蓝膜栽培5层子实体中三萜含量达到0.89%,白膜对照组三萜含量为0.81%。实验结果显示,蓝膜栽培有助于提高子实体中的三萜含量。
图4 不同光膜处理灵芝子实体多糖含量变化
图5 不同光膜处理灵芝子实体三萜含量的变化
食用菌发育过程中,光质条件是一个不可忽略的因素。灵芝多糖、三萜是灵芝的主要活性成分,研究含量变化规律对灵芝的生产具有重要意义。本文研究蓝白光膜对于灵芝4,5,6层子实体生物量积累,多糖含量以及三萜含量的影响。研究结果表明蓝膜栽培灵芝子实体生物量与白膜组差异不显著,而蓝膜组的多糖含量均高于白膜组,三萜含量也较白光组总体增加,总体来说,蓝光利于灵芝子实体活性成分的提高。实际生产中,可以在生长发育时期对灵芝子实体进行一定时间的蓝光照射或者蓝膜栽培,增加子实体中多糖和三萜的含量,提高灵芝子实体的品质。