陆珠,王月,任梓铭,纪淑娟,王欢,杨阳,于延申※
(1.吉林省蔬菜花卉科学研究院,吉林 长春 130033;2.长春中医药大学,吉林 长春 130117;3.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海南 海口 571101)
猴头菇(Hericium erinaceus)是一种著名的食药用菌,隶属于菌物界,担子菌门,伞菌纲,多孔菌目,齿菌科,猴头菌属[1]。因其子实体圆整厚实,近球形,表面布满菌刺,外形酷似猴子的头部,而被称之为猴头菇。在我国自古就有“山珍猴头、海味燕窝”的美誉[2]。猴头菇富含多种生物活性物质,如凝集素、多糖、酚类化合物、多酚类化合物、菇类化合物、醇类化合物和挥发性有机化合物等,因而,常被用作保健食品和膳食补充剂。猴头菇在自然界中分布很广,主要分布在北温带的阔叶林或针叶、阔叶混交林中,西欧、北美、日本、俄罗斯等地分布广泛。在中国,主要分布在林区,包括黑龙江、吉林、内蒙古、河北、浙江和福建等20 多个省级自治区[3]。猴头菇进入人们的饮食生活由来已久,相传早在三千年前的商代就已经有人采摘食用。但是,猴头菇的栽培历史不长,猴头菇的人工驯化栽培在中国最早始于1959 年[4]。在1979 年,我国的猴头菇产量就己经位居世界之首,产品畅销全国,并远销美国、日本和新加坡等地[5]。猴头菇具有安神舒缓心情、增强抵抗力、延缓衰老、抗抑郁、益智和防止神经衰退的功效[6-8],还能够用来预防和治疗消化道和其他恶性肿瘤[9];具有消食、健脾开胃、预防和治疗胃溃疡、慢性胃炎和其他与消化道有关疾病等功效[10,11];能降低血液的粘稠度,具有降血糖、降血脂的功效,常被用来治疗心血管类的疾病[12]。
对吉林省食用菌研究院保藏的猴头菇(菌株号:JLSHYLHT13)的生物学特性[13-15]及栽培模式进行研究,探讨此株野生猴头菇特性是否适宜人工栽培。
试验于2022 年1 月初至2022 年9 月末在吉林省蔬菜花卉科学研究院食用菌研究所完成。野生猴头菇子实体在吉林省延边朝鲜族自治州敦化市石乡临江西村树林采集获得,经组织分离获得菌种,保藏在吉林省蔬菜花卉科学研究院食用菌研究所,编号JLSHYLHT13。
1.2.1 单因素试验
1.2.1.1 碳源试验 以PDA(马铃薯葡萄糖琼脂)为基础培养基,碳源分别为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖和可溶性淀粉,其他成分不变,配制1 L 培养基,高温高压灭菌后倒入无菌培养皿中,冷却到常温,在培养基中间位置接入直径为6mm的菌块,于23℃恒温培养[16]。每隔24 h 观察1 次并用平板划线法测量和标记菌丝生长长度。连续测量直至某一平板长满菌丝,同时观察并记录菌丝长势,每个处理设3 个重复。
1.2.1.2 氮源试验 PDA,氮源分别为酵母粉、蛋白胨、尿素、硫酸铵和麦麸汁,其他同“1.2.1.1”节。
1.2.1.3 温度试验 PDA,接种后分别置于15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃和35 ℃的恒温培养箱中培养,其他同“1.2.1.1”节。
1.2.1.4 微量元素筛选试验 PDA,0.15% KH2PO4(补充微量元素K)、0.1% MgSO4(补充微量元素Mg)、0.15% KH2PO4+0.1% MgSO4(补充微量元素K和Mg)、0.1% CaCO3(补充微量元素Ca)、0.05%的维生素B1作为供试条件。其他同“1.2.1.1”节。
1.2.2 菌丝生长速率 木屑培养基:木屑76%,麦麸20%,石膏2%,葡萄糖1%,过磷酸钙1%,含水量60%,pH 自然。
将培养好的平板母种接种至10 cm 培养皿平板中使用直径6 mm 的打孔器,将直径为6 mm 的菌种块,接种至木屑平板培养基中心,接10 个重复,放入23 ℃[17]培养箱培养,每天分2 次测量菌丝生长速度,观察菌丝长势、颜色及菌落形态特征等。当JLSHYLHT13菌丝长满平板计算菌丝生长速率。
1.2.3 原种制作 原种培养基:78%小麦粒、10%木屑、8%麦麸、石膏2%、葡萄糖1%和过磷酸钙1%,含水量60%。选用12 cm×24 cm 的聚乙烯塑料袋,菌种接种后放入23 ℃恒温培养箱中培养[17]。每天在栽培袋上划线,记录菌丝定殖及长满袋的时间,并计算菌丝生长速率。
1.2.4 栽培种制作 栽培种培养基:木屑78%,麦麸20%,石膏1%,过磷酸钙1%,含水量62%。栽培菌袋选择18 cm×30 cm 聚乙烯塑料袋,每袋装料在1.0 kg左右。制作300 袋,经过高温高压灭菌,冷却后接种,放入23 ℃培养室培养[17]。
1.2.5 出菇试验 将长满菌丝的菌包转移至出菇温室和草莓温室进行出菇试验,分别在棚内立体床架摆放式栽培、棚内立体旋转架栽培和猴头菇-草莓立体栽培模式下进行出菇,每种栽培模式下放置100 袋。3 种栽培模式下均在菌袋中部划一字口,口长3 cm。培养温度16~25 ℃,空气相对湿度85%~90%,每日通风,保持空气流通。记录出菇的农艺性状:猴头菇头潮菇的大小、颜色、抗杂能力及形态等指标;计算产量及生物转化率;测量子实体鲜重,并计算平均值。
采用GraphPad Prism5 和SPSS 软件进行制图和统计分析。
2.1.1 碳源对猴头菇菌丝生长的影响 由图1 和表1 可知,JLSHYLHT13 在5 种碳源上均能生长,在以葡萄糖为碳源的培养基上,菌丝生长最快,菌丝浓密与其余4 种碳源相比差异极显著。综合猴头菇菌丝长势及菌丝生长速度可知,葡萄糖是该野生猴头菇菌丝可利用的较好碳源。
图1 不同碳源对菌丝生长速率的影响Fig.1 Effects of different carbon sources on the mycelial growth
表1 碳、氮、微量元素和温度对菌丝生长的影响Table 1 Effect of carbon,nitrogen sources,microelement and temperature on the mycelial growth
表2 菌丝生长情况Table 2 Condition of mycelial growth
2.1.2 氮源对猴头菇菌丝生长的影响 由图2 和表1 可见,JLSHYLHT13 菌丝在供试的5 种氮源上均能生长,在以酵母浸粉为氮源的培养基上生长速度最快,菌丝浓密;在以硫酸铵和麦麸汁为氮源的培养基上的菌丝生长速度次之,但菌丝均浓密,与酵母粉相比无显著性差异;在以蛋白胨为氮源的培养基上菌丝生长速度较快,菌丝较浓密,与酵母浸粉相比差异显著;在以尿素为氮源的培养基上的菌丝生长速度缓慢,菌丝稀疏与酵母浸粉相比差异极显著。综上,酵母浸粉是菌丝生长的最适氮源,硫酸铵和麦麸汁也是菌丝生长的较好氮源。
图2 不同氮源对菌丝生长速率的影响Fig.2 Effects of different nitrogen sources on the mycelial growth
2.1.3 温度对猴头菇菌丝生长的影响 由图3 和表1 可知,菌丝在15~35 ℃范围内均能生长,在15~25 ℃间,菌丝生长块,菌丝浓密,与生长速度最快菌丝最浓密的20 ℃相比无显著性差异。30 ℃时,菌丝生长速度较快、长势较弱,与20 ℃相比差异显著。菌丝在35 ℃下的生长速度缓慢,菌丝稀疏与20 ℃相比差异极显著。因此,得出菌丝在15~25 ℃温度范围内生长较快,最适温度为20 ℃。
图3 不同氮源对菌丝生长速率的影响Fig.3 Effects of different temperature on the mycelial growth
2.1.4 微量元素对猴头菇菌丝生长的影响 由图4 和表1 可知,菌丝在5 种供试微量元素的培养基上均能生长,且菌丝生长速度和菌丝长势均无显著性差异,可见5种供试微量元素均是菌丝可利用的较好微量元素。
图4 不同微量元素对菌生长速率的影响Fig.4 Effects of different microelement on the mycelial growth
JLSHYLHT13 在供试培养基上接种第3 天开始萌发,接种第10 天长满平板,菌丝生长速度为0.3898cm/d,菌丝长势快,菌丝颜色洁白并呈放射状,无气生菌丝。培养后期在平板培养基内可以形成原基。
JLSHYLHT13 菌丝发菌速度快,接种后第3 天菌丝开始吃料,20d后长满袋,菌丝颜色洁白,菌丝浓密且粗壮,菌丝污染率为1.5%,菌丝平均生长速度为1.12cm/d。
由表3 可知,JLSHYLHT13 菌丝发菌速度快,接种后第3 天菌丝开始吃料,33 d 后长满袋,菌丝颜色洁白,菌丝浓密,污染率为0.67%,菌丝平均生长速度为1.65 cm/d。
表3 菌丝在栽培袋中的生长情况Table 3 Growth of mycelialin cultivation bags
由表4 可知,通过农艺性状分析得出最优栽培模式为棚内立体床架摆放式栽培,子实体纵长6~12 cm,子实体横长8~13 cm,子实体紧实成白色,圆形或猴头形,菌刺长,菌丝抗杂能力强,单朵鲜重达到210~275g,平均鲜重250 g。其次是立体旋转架栽培,子实体纵长5~11 cm,子实体横长8~12 cm,子实体紧实成白色,圆形、猴头形或不规则形,菌刺长,菌丝抗杂能力强,单朵鲜重达到210~240g,平均鲜重235g。最后是猴头菇 草莓立体栽培,子实体纵长5~10cm,子实体横长7~11cm,子实体相对松散成白色,圆形、猴头形或不规则形,有畸形菇出现,菌刺长,菌丝抗杂能力较强,单朵鲜重达到180~220 g,平均鲜重202 g。
表4 猴头菇的主要农艺性状Table 4 Main agronomic traits of
表4 猴头菇的主要农艺性状Table 4 Main agronomic traits of
JLSHYLHT13 菌丝的最适碳源为葡萄糖,最适氮源为酵母浸粉,最适生长温度为20 ℃,最适微量元素为0.15% KH2PO4+0.1% MgSO4(补充微量元素K和Mg)。而最优栽培模式为棚内立体床架摆放式栽培,分析原因,棚内立体床架摆放式栽培养分供应充足,生长环境适宜猴头菇生长,但空间利用率不足;立体旋转架栽培空间利用率高,但由于栽培密度大,空气流通不充分,猴头菇长势与产量均不如棚内立体床架摆放式栽培;猴头菇-草莓立体栽培,棚内温度过高,通风差,出菇环境不适宜,导致猴头菇长势与产量均不如棚内立体床架摆放式栽培和立体旋转架栽培。猴头菇性状和大小受环境影响较大,只有在适宜环境下才能生长出优质子实体。JLSHYLHT13 子实体纵长6~12 cm,子实体横长8~13 cm,子实体紧实成白色,圆形或猴头形,菌刺长,菌丝抗杂能力强,单朵鲜重210~275 g,平均鲜重250 g。JLSHYLHT13 可作为优良猴头菇菌株进行人工栽培。