李昕霖,陈国平,施乐乐,吴小平,李建芳,黄志龙**
(1.福建省食用菌技术推广总站,福建 福州 350003;2.漳州市经济作物站,福建 漳州 363000;3.福建农林大学菌物研究中心,福建 福州 350002;4.顺昌县农业农村局食用菌站,福建 顺昌 353200)
秀珍菇(Pleurotus pulmonarius),别名袖珍菇、小平菇等,属担子菌门(Basidiomycota) 伞菌目(Agaricales) 侧耳科(Pleurotaceae) 侧耳属(Pleurotus)[1],是一种营养极丰富的珍稀食用菌,其肉质脆嫩,风味独特,味道鲜美,被誉为“菇中极品”,市场前景较好[2]。福建省是全国秀珍菇主产区,罗源县更被誉为“全国秀珍菇第一县”,早在2013年全县秀珍菇的栽培量就已突破1亿袋[3]。由于新鲜秀珍菇子实体柔软,且含水量高达90%以上[4],在采后及运输过程中极易出现失水、腐烂等现象,极大降低了其营养价值和商品价值[5]。因此,控制秀珍菇采后劣变是提高秀珍菇产业经济效益的重要途径。
水杨酸 (salicylic acid,SA) 和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA) 被认为是高等植物体内普遍存在的内源信号分子和新型植物激素[6-7],不仅参与果蔬成熟等生理生化过程,还可参与植物的抗逆反应[8],近年来被广泛应用于果蔬的贮藏保鲜和植物抗病性研究[6-9]。研究发现,采前用SA和MeJA处理葡萄[10]、芒果[11]、甜瓜[12]等果蔬均能达到抗病保鲜的效果,目前有关SA和MeJA对秀珍菇保鲜效果方面的研究还未见报道。以金台4号秀珍菇为试材,研究采前喷施SA和MeJA对秀珍菇产量及保鲜效果的影响,以期为SA和MeJA处理应用于秀珍菇贮藏保鲜提供理论参考。
1.1.1 菌株
秀珍菇菌株金台4号,来源于福建农林大学菌种保藏中心。
1.1.2 试剂及溶液
浓度为150 μmol·L-1的水杨酸溶液由浓度为10 mmol·L-1的母液稀释所得。母液配制方法为:称取0.21 g水杨酸,用0.9 mL无水乙醇溶解,加入0.1 g Tween 20搅拌均匀,再加入80 mL蒸馏水定容到100 mL,4℃冰箱保存备用。
浓度为50 μmol·L-1的茉莉酸甲酯的配制方法参照参考文献[13]。
1.1.3 主要培养基
PDA培养基:马铃薯200 g、葡萄糖20 g、琼脂20 g,pH自然。
木屑培养基:木屑39%、棉籽壳39%、麸皮20%、CaCO32%,含水量60%。
1.1.4 仪器设备
ZEAL WAY G154DW型灭菌锅,苏州赛恩斯仪器有限公司;SW-CJ-1FB超净工作台,苏州净化设备有限公司;HWS26型恒温水浴锅,上海恒一科技有限公司;HITACHI RXII series高速冷冻离心机,天美科技有限公司;LEGEND MICRO 17离心机,北京丰美天合科技有限公司;Lx-100掌型离心机,上海隆拓仪器设备有限公司;Bio-Rad C1000 PCR仪,上海实维实验仪器技术有限公司;METASH UV-5型,上海元析仪器有限公司;METASH V-5型紫外/可见分光光度计,上海元析仪器有限公司;AHRP-1000A型人工气候箱,金坛区西城文武仪器厂;Tissuelyser-24型全自动样品快速研磨仪,上海净信科技;CP313型电子天平,奥豪斯仪器(常州)有限公司;奥特光学B203生物显微镜,重庆奥特光学仪器有限责任公司。
试验栽培袋采用规格为17 cm×3 cm的聚丙烯塑料袋装料,每袋干料重500 g。123℃高压灭菌2.5 h。冷却至25℃接种,之后于20℃~24℃培养室培养,待菌丝长满栽培袋并经后熟培养后,10℃以上的温差刺激进行开袋。开袋后置于23℃,湿度85%~90%的培养箱内出菇。
依据参考文献[14-18]及预试验结果,得到水杨酸处理最适浓度为150 μmol·L-1,茉莉酸甲酯最适浓度为50 μmol·L-1。将栽培袋随机分为3组:对照组(CK)、水杨酸(SA) 处理组、茉莉酸甲酯(MeJA) 处理组。每处理50袋,3次重复,共450袋。
开袋后,每天早晚将150 μmol·L-1水杨酸和50 μmol·L-1茉莉酸甲酯以30 mL·m-2均匀喷施于秀珍菇表面,对照组喷施相同体积的蒸馏水。
1.3.1 产量的测定
随机各采收7袋不同处理的子实体,计算平均每袋产量。
1.3.2 失重率的测定
以子实体采收时的质量和贮藏期间测定时的质量变化、计算各处理的失重率(Y,%),每个处理3个重复,其公式为:
式中:M0为采收时不同处理子实体的质量(g);Mi为之后每天同一时间子实体的称量质量(g)。
1.3.3 硬度的测定
采用质构仪测定采收后经不同处理的子实体菌盖的硬度,每个处理3个重复,测定菌盖中心位置。
1.3.4 乙烯受体基因表达检测
1) RNA提取和cDNA的合成
使用OMEGA植物RNA提取试剂盒提取采收后经不同处理的子实体RNA,所有步骤按试剂盒操作说明进行。采用北京全式金生物技术有限公司的TransScript All-in-One First-Strand cDNA Synthesis SuperMix for qPCR试剂盒进行RNA反转录,将反转录后得到的cDNA用于之后的荧光定量。
反转录体系共20 μL,扩增程序为42℃,15 min;80℃,5 s;反转录结束后产物保存于4℃中。
2) 荧光定量PCR检测
荧光定量PCR检测使用北京全式金生物技术有限公司试剂盒,在BIO-RAD CFX96 PCR仪上运行,每个处理设置3个重复。
PCR反应体系含2 μL cDNA、10 μL 2× SybrGreen qPCR Master Mix、7.2 μL RNase-free 水、0.4 μL 引物F、0.4 μL引物 R。反应条件:94℃预变性150 s;94℃变性5 s,60℃退火30 s,40次循环;60℃延伸5 s。
秀珍菇乙烯受体基因引物见表1。
表1 秀珍菇乙烯受体基因引物Tab.1 The primers used for expression analysis of Pleurotus pulmonarius ethylene receptor gene
1.3.5 营养成分的测定
对采收后经不同处理的子实体营养成分进行测定。依据SN/T 4260-20155出口植物源食品中粗多糖的测定苯酚-硫酸法[19]的方法测定粗多糖,依据GB 5009.124-2016食品安全国家标准食品中氨基酸的测定[20]的方法测定氨基酸,依据GB 5009.268-2016食品安全国家标准食品中多元素的测定[21]的方法测定微量元素。
不同处理组秀珍菇的产量见表2。
由表2可知,MeJA和SA处理组产量均高于对照组。MeJA处理组秀珍菇的产量提高了8.34%,且MeJA处理组与SA处理组、对照组比较,差异显著。SA处理组与对照组比较,差异不显著。可能是外源MeJA诱导了秀珍菇防御反应基因的表达,提高秀珍菇对病虫害的防御能力。
表2 喷施水杨酸和茉莉酸甲酯对秀珍菇产量的影响Tab.2 Effects of spraying salicylic acid and methyl jasmonate on the yield of Pleurotus pulmonarius
采前SA、MeJA处理对秀珍菇失重率的影响见图1。
图1 秀珍菇失重率测定结果Fig.1 Results of weight loss rate of Pleurotus pulmonarius
如图1所示,采前SA、MeJA处理组和对照组的秀珍菇失重率均随着放置时间的延长而逐渐升高,且失重率的斜率随着放置时间的延长逐渐降低。整个试验过程中,采前SA、MeJA处理组的失重率均低于对照组,与对照组之间差异显著(P<0.05)。由此可知,采前SA、MeJA处理可以延缓秀珍菇子实体失重率的上升,且SA处理组上升更缓慢。
硬度下降是子实体衰老的重要标志之一,采前水杨酸和茉莉酸甲酯处理对秀珍菇菌盖硬度影响结果见图2。
图2 不同处理方式对秀珍菇菌盖硬度的影响Fig.2 Effects of different treatments on the hardness of Pleurotus pulmonarius cap
如图2所示,在整个放置时间内,采前SA、MeJA处理组和对照组的秀珍菇的菌盖的硬度均呈下降趋势,这可能与子实体中游离水的流失速度有关。在起始至1 d时,及2 d~3 d时,对照组硬度下降幅度最大,SA处理和MeJA处理下降幅度显著低于对照组(P<0.05),说明SA处理和MeJA处理对秀珍菇有一定的保鲜作用。室温放置1 d~2 d,3种处理后的菌盖硬度下降幅度差异不显著(P>0.05)。由此可见,采前MeJA处理不会影响秀珍菇采收时的硬度,还可以减缓秀珍菇常温放置过程中硬度的下降速度,但采前SA处理会降低秀珍菇采收时的硬度。
提取秀珍菇子实体RNA进行乙烯受体相关基因表达量的分析,见图3。
图3 不同处理对秀珍菇乙烯受体基因表达量的影响Fig.3 Effects of different treatments on ethylene receptor gene expression of Pleurotus pulmonarius
如图3所示,与对照组相比,SA处理组乙烯受体基因PpuETR1表达水平显著降低,MeJA处理组乙烯受体基因PPACC2表达水平显著降低,说明采前SA、MeJA处理在不同程度上抑制了乙烯受体基因PpuETR1或PPACC2的表达水平,减缓了乙烯信号通路对秀珍菇成熟衰老的作用。由此,可以从分子水平上判断采前SA处理和MeJA处理对秀珍菇有一定的保鲜作用。
2.5.1 粗多糖含量分析
不同处理组粗多糖含量的统计结果见图4。
图4 不同处理组粗多糖含量Fig.4 Crude polysaccharide content in different treatment groups
由图4可知,SA处理组、MeJA处理组和对照组的粗多糖含量无显著性差异,且对照组略高于其他2组。
2.5.2 氨基酸含量分析
氨基酸是秀珍菇营养评价的重要指标,不同处理组氨基酸含量统计见图5。
图5 不同处理组氨基酸含量Fig.5 Amino acid content in different treatment groups
由图5可知,对照组秀珍菇子实体氨基酸含量最高,与MeJA处理后的子实体氨基酸含量无显著差异,而经过SA处理后的子实体氨基酸含量显著降低。
2.5.3 微量元素含量分析
秀珍菇富含多种微量元素,不同处理组钙含量统计见图6,不同处理组铁含量统计见图7。
图6 不同处理组钙含量Fig.6 Calcium content in different treatment groups
图7 不同处理组铁含量Fig.7 Iron content in different treatment groups
由图6、图7可知,MeJA处理组的秀珍菇子实体钙、铁含量显著高于SA处理组和对照组;SA处理组的子实体中钙含量与对照组无显著差异,铁含量显著高于对照组。
秀珍菇子实体的成熟和衰老与菌类的品质和贮藏保鲜息息相关。宋媛等[18]研究发现,采前喷施50 μmol·L-1MeJA可能使双孢蘑菇生长过程中一些酶活力、基因的表达以及生长代谢活动受到调控,促进双孢蘑菇的个体增大。弓德强等[22]研究发现,采前SA处理可以提高芒果采后果实品质,抑制芒果乙烯合成和软化基因的表达。何庆等[23]研究发现,采前MeJA处理能够通过诱导提高葡萄酶活性来提高果实采后抗病性,从而提高葡萄贮藏保鲜效果。刘庆安等[24]研究发现,外源MeJA和SA混合处理能有效防止黄瓜病害发生,使产量增加27.85%。本研究中,采前喷施SA和MeJA可以有效延缓秀珍菇子实体失重率的上升和硬度的下降,且不同程度抑制秀珍菇乙烯受体基因PpuETR1或PPACC2的表达水平。说明采前用SA、MeJA处理可以提高秀珍菇子实体的贮藏期商品品质,有一定的保鲜效果,与前人的研究结果基本一致[10-12],且MeJA处理组秀珍菇的产量提高了8.34%。
秀珍菇富含18种氨基酸及多种矿物质、微量元素[25]。研究发现,与对照组相比,采前经MeJA处理,秀珍菇子实体中钙、铁等微量元素含量均显著提高,粗多糖、氨基酸等营养成分含量无显著差别;采前经SA处理,秀珍菇子实体中铁含量显著提高,氨基酸含量显著降低,粗多糖、钙等营养成分含量无显著差别。
研究结果表明,秀珍菇采前用150 μmol·L-1SA和50 μmol·L-1MeJA处理可以提高子实体的贮藏期商品品质,MeJA处理还可提升秀珍菇产量,但是SA处理对秀珍菇采收时的硬度、氨基酸含量等均有不利影响。综上,MeJA处理更适合用于秀珍菇的采前保鲜。