祁 鹏 张黎光 戴 璐 路鹏鹏 刘 愚 乔 婷 陈世明 李峻志*
(1陕西省微生物研究所,陕西西安 710043;2陕西宁陕县秦南菌业科技有限公司,陕西安康 711699)
羊肚菌隶属子囊菌门、盘菌纲、盘菌目、羊肚菌科,是一类世界性分布食药兼用的珍稀菌类[1-4]。文献记载,1990 年,VOLK、LEONARD[5]描述了羊肚菌无性孢子,并指出羊肚菌可能经历两种不同的生活史途径。2007 年,PILZ[6]报道并描绘了羊肚菌的无性孢子的形态,但缺乏更加详尽的影像资料。直到2010 年,MASAPHY 通过电子扫描显微镜观察并首次报道了红褐羊肚菌(Morchella rufobrunnea)的无性孢子[7]。但迄今为止,国内关于羊肚菌无性孢子的相关研究仍然较少。
笔者所在团队自1999年起开始研究羊肚菌,多年来积累了一定的羊肚菌种质资源和技术成果[8-12]。羊肚菌人工栽培及其他试验过程中均出现无性孢子的现象(即“菌霜”),但国内针对羊肚菌无性孢子的研究和微观描述目前较少,且是否所有羊肚菌均能够产生无性孢子尚不清楚。为此,笔者随机观察记录了5 株不同来源的羊肚菌菌株在3 种培养基上菌丝生长、产孢情况及孢子的微观特征,期望有助于我国羊肚菌的人工栽培技术研究和商业化开发。
羊肚菌菌株随机选自陕西省微生物研究所秦岭菌物标本馆(SXIM),分离纯化后,编号M1、M2、M3、M4、M5保藏。
表1 供试羊肚菌菌株及来源
根据羊肚菌的生态特点,设计3种培养基,分别编号为①、②、③。①PDA 培养基。②木屑培养基:细木屑90%,麸皮9%,硫酸镁1%。培养料含水量55%~60%,pH 自然。拌料后装入培养皿中,厚度8~10 mm,121 ℃灭菌20 min。③腐殖土培养基:将腐殖土筛去石头和树枝后,按照1∶1 质量比加入细沙土,培养料含水量40%~50%,pH 自然。拌料后装入培养皿中,厚度8~10 mm,121 ℃灭菌120 min。
将M1、M2、M3、M4、M5 菌株的纯培养物分别接种于PDA培养基平板上,置于培养箱中20 ℃恒温培养3~5 d,待菌丝即将长满平板时,取出备用。
用打孔器在M1、M2、M3、M4、M5 菌株的固体培养基平板上的菌落边缘区域,均匀打取直径6 mm的菌丝体块,分别接种于供试培养基①、②、③上,并在每个接种后的平板插入无菌的盖玻片,25 ℃恒温培养6~8 d 后[13],采用奥林巴斯BX43 生物显微镜观察并记录。
供试羊肚菌菌株在3种培养基上菌丝都能够很好的生长,但只有M2、M4菌株在培养基③上产生无性孢子。
表2 供试羊肚菌菌株在3种培养基上的菌丝生长状况
供试羊肚菌菌株在3 种培养基上培养6~8 d,在培养基③上,M2、M4 菌株率先产生无性产孢结构并产生无性孢子,其余菌株及培养基上,即使培养30 d仍未产生无性孢子。
由此可见,3 种培养基中,培养基①和培养基②不适合作为羊肚菌产孢的培养基,培养基③可作为羊肚菌产孢培养基。
就5 株供试羊肚菌菌株而言,M2、M4 菌株在培养基③上都产生了无性孢子,而在培养基①和②上均未产生无性孢子;M1、M3、M5 菌株在3 种培养基上均未产生无性孢子,因此推测这3 株羊肚菌繁殖不存在无性孢子阶段,与M2、M4菌株的生长发育阶段差异较大。
在显微镜下观察M2 与M4 羊肚菌菌株无性产孢结构,未发现无性产孢结构存在明显差异。2 株羊肚菌菌株均在气生菌丝的顶端产生无性产孢结构,该结构均具备明显分化的孢子梗,一、二级分枝,分支末端即为小梗,小梗以轮状着生于分支菌丝上,每轮有3~6个小梗,在每个孢子梗的顶端以出芽方式产生1~2 个无性孢子。小梗长度为8~12 μm,无性孢子直径3~5 μm。无性孢子圆球形至椭圆球形,光滑,无色透明,单核,有油滴(图1)。
图1 M2、M4羊肚菌菌株无性孢子梗及无性孢子
羊肚菌在石灰岩、白垩质土壤、腐殖土、黑黄色壤土、沙泥混合土、沙壤土中均能够生长。供试5株羊肚菌菌株在3种培养基上都能够很好地进行营养生长,也验证了羊肚菌菌丝具备较强生长能力,能够从多种不同的营养基质中获取营养,这可能是其在全世界范围内分布较广泛的重要原因。
供试菌株M2(尖顶羊肚菌)和M4(梯棱羊肚菌)在培养基③上产生了无性孢子,这一共同发育阶段,表明这两个种在进化过程中具备更近的亲缘关系,该特征或许可作为部分种属羊肚菌分类和鉴定的微观依据。供试粗腿羊肚菌菌株未见到无性孢子阶段,但不影响其在野外的正常生长和发育,可能其不存在无性孢子的生长发育阶段。目前对尖顶羊肚菌等无性孢子产生的作用、机理以及与羊肚菌子囊果发生的关系尚不明确。针对羊肚菌生活史和系统发育过程,笔者将会继续进行研究探索,并期望通过研究为羊肚菌人工驯化及稳产提供科学依据。