Na2Fe-EDTA对不同浓度Cd2+胁迫平菇生长特性的影响

佘婷婷 吴映明生书晶 谭伟祥 陆少妃 陈 晓

（广东第二师范学院生物与食品工程学院，广东广州510303）

平菇（Pleurotus ostreatus）又名侧耳、糙皮侧耳，属担子菌门下伞菌目侧耳科，含蛋白多糖体对癌细胞有很强的抑制作用，具有增强机体免疫功能。研究表明食用菌极易富集重金属[1]。重金属胁迫下会影响平菇的生长特性[2]。土壤环境质量直接关系到农产品的安全，重金属污染土壤修复成为当前热点问题，对于如何降低食用菌中重金属含量已成为当下最需要解决的问题。Na2Fe-EDTA是植物组织培养用铁盐，同时也是农业上常用的一种铁肥，能与重金属发生螯合作用，从而能降低土壤中重金属浓度。但使用铁肥降低食用菌培养料中重金属浓度的研究却非常少，螯合剂在食用菌栽培料中应用未见报道。因此笔者通过在平菇培养料中加入Na2Fe-EDTA，研究Na2Fe-EDTA对平菇生长特性的影响，以供生产实践及其他科研同行参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

平菇菌株为平菇P10，购自广东省微生物研究所菌种保藏中心。培养料配方为棉籽壳30%，麸皮9.2%，石膏粉0.8%，料含水量60%。试剂有氯化镉[CdCl2·5H2O]（分析纯）、EDTA（分析纯）、Fe2SO4（分析纯）、65%硝酸、35%过氧化氢、Na2Fe-EDTA[2]。仪器有WX-8000消解仪（上海屹仪器科技发展有限公司）、FA1104B万分之一电子天平（上海越平科学仪器有限公司）、SpectrAA220FS原子吸收光谱仪（美国瓦里安公司）、LRH-250-G光照培养箱（韶关市泰宏医疗器械有限公司）、KH-45A电热恒温干燥箱（康恒仪器有限公司）、SYQ-DSX-280B立式压力蒸汽灭菌器（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）。

1.2 试验方法

1.2.1 制备培养料

配方拌料后，设置Cd2+污染组：向料中加入2.5 mg/kg、5 mg/kg、10 mg/kg、20 mg/kg 4种不同浓度Cd2+；有铁肥Cd2+污染组：在无铁肥Cd2+污染组基础上加入56 mg/kg的Na2Fe-EDTA；不添加Cd2+（有铁肥和无铁肥）为对照。之后培养料浸8 h再分装。分别装入统一规格的200 mL果酱瓶，每瓶培养料为135 g，每个处理浓度5次重复。培养料装瓶加盖后126℃灭菌1 h。灭菌后待自然冷却后接种，接种量为2%。

1.2.2 培养条件与时间

菌丝培养：培养箱26℃培养20 d，每5 d记录一次菌丝生长速度，记录4次，共培养20 d。

出菇管理：空气相对湿度为80%、温度为15℃，出菇两潮，出菇后适时采收，并及时测量产量和记录出菇时间。

1.2.3 数据分析与公式[3]

所得数据用SPSS V19.0软件进行处理分析。

菌丝生长速度（mm/d）=5 d的菌丝生长长度（mm）/5（d）

生物学效率（%）=（子实体鲜重/培养料干重）×100%

2 结果与分析

2.1 Na2Fe-EDTA对不同浓度Cd2+胁迫下平菇菌丝生长速度的影响

如表1所示，不添加Cd2+对照的有铁肥组比无铁肥组菌丝生长速度要慢；培养料中加入Cd2+后，有铁肥组和无铁肥组平菇菌丝生长速度均降低。无铁肥污染组中，当Cd2+浓度达20 mg/kg时平菇菌丝生长速度下降幅度高达20%，说明平菇菌丝生长受Cd2+抑制，加入铁肥后菌丝生长速度下降明显减慢，下降比例减少至13%，表明铁肥对在Cd2+胁迫下平菇菌丝生长有促进作用，无铁肥组中Cd2+高浓度污染与对照和Cd2+低浓度污染的菌丝生长速度差异显著。

表1 不同浓度Cd2+胁迫下平菇菌丝平均生长速度

2.2 Na2Fe-EDTA对不同浓度Cd2+胁迫下平菇子实体产量的影响

由表2可见，无铁肥组Cd2+浓度达到20 mg/kg时，平菇子实体总产量最低，比对照组降18.3%；而有铁肥组Cd2+浓度为20 mg/kg时，平菇子实体平均产量却比有铁肥对照组提高了13.9%，与无铁肥对照基本持平，表明铁肥有利于提高平菇子实体产量，平菇子实体平均产量最高值所对应的浓度发生前移，具有生产意义。低浓度Cd2+污染的有铁肥组并没有体现出产量优势，当Cd2+浓度≥5 mg/kg时，有铁肥组的平菇子实体平均产量比无铁肥组的高，Cd2+浓度为5 mg/kg时增幅为35%，相应的，生物学效率也在该试验组最高。无铁肥组在Cd2+浓度为10 mg/kg的平均产量最高，有铁肥组在Cd2+浓度为5 mg/kg的产量最高，两组最高产量相差7.13 g。

表2 不同浓度Cd2+胁迫下平菇子实体产量和生物学效率

2.3 Na2Fe-EDTA对不同浓度Cd2+胁迫下平菇不同潮次出菇的影响

图1 第一潮出菇时间

如图1和图2所示，添加了Cd2+和铁肥的试验组比对照组出菇速度快、出菇瓶数要多；有铁肥组的出菇时间比无铁肥组的出菇时间总体提前3～4 d。在第一潮出菇中，有铁肥组中对照和Cd2+污染的平菇出菇时间集中在第1天，而无铁肥组中对照和Cd2+污染的平菇出菇时间集中在第2天。在第二潮出菇时，有铁肥组对照和无铁肥组对照的出菇时间集中在前4 d，而无铁肥Cd2+污染和有铁肥Cd2+污染的平菇出菇时间却集中在第6天、第8天。由此可见，Cd2+对平菇出菇有促进作用，铁肥对于在Cd2+胁迫下的平菇出菇亦有促进作用。

图2 第二潮出菇时间

3 小结与讨论

Cd2+有抑制平菇菌丝生长降低子实体产量效应，菌丝生长速度随着Cd2+浓度的增加而不断下降，当Cd2+浓度为20 mg/kg时无添加铁肥组菌丝生长速度下降幅度最高达20%。在低浓度Cd2+加入铁肥组菌丝生长速度没有明显优势，但菌丝生长速度的下降趋势明显比没有加入铁肥组慢，下降幅度降低为13.08%。铁肥对在Cd2+胁迫下平菇菌丝生长和子实体的产量以及出菇速度都有促进作用，铁肥有助于平菇菌丝生长，降低Cd2+对平菇菌丝生长速度的抑制，特别是高浓度Cd2+时作用更为明显。5 mg/kg低浓度Cd2+添加铁肥时平菇子实体产量达到了整个试验组的峰值。廖继佩等[4]的研究显示，食用菌菌丝生长受金属离子的抑制，焦帅[5]研究表明，Fe2+对于平菇菌丝生长有促进作用，与笔者研究结论一致。王丹瑞等[6]研究表明，EDTA与Cd2+发生络合作用，形成一定的吸附作用，从而降低Cd2+的浓度，加入铁肥后，经过Fe2+和EDTA对Cd2+的络合作用，降低了Cd2+对平菇菌丝生长的抑制作用。也有研究表明所有的生物包括微生物本身的耐受性就有金属特异性[7-9]，即对Cd2+等有毒金属有耐受性。通过细胞成分如几丁质、纤维素、纤维素衍生物等与金属结合，金属离子进入菌丝体后，以及菌丝特定金属络合蛋白与金属离子结合，从而起到金属耐受作用[10-11]。无铁肥组由于Cd2+胁迫下产量比对照要低，加入铁肥后，铁肥与Cd2+发生络合作用，降低培养料中Cd2+的浓度，减少Cd2+对平菇生长的抑制作用，提高产量。于会丽等[12]研究将铁肥喷洒在植物叶片上能提高果实品质，铁是植物体内多种酶的重要组成成分和活化剂，螯合铁比铁离子更容易运转吸收，与笔者研究有相似之处。胡佳羽[13]的研究表明Cd2+对平菇出菇有促进作用，铁肥中Fe2+对于平菇菌丝生长也有促进作用，这与笔者的研究结论也是一致的。

在两种作用促进下，加入铁肥后的平菇比没有加入铁肥的平菇出菇时间要提前3～4 d，5 mg/kg低浓度Cd2+添加铁肥时平菇子实体产量为最大值，铁肥有利于增加平菇子实体产量，且平菇子实体平均产量最高值所对应的浓度发生前移，具有生产意义。