（微生物学专业论文）松乳菇的液体培养条件优化和人工驯化栽培研究.pdf

摘要 松乳菇的液体培养条件优化和人工驯化栽培研究 摘要 松乳菇 l a c t a r i u sd e l i c i o s u s 口 j n jg r a y 隶属于担子菌亚门 b a s i d i o m y c o t i n a 层菌纲 h y m e n o m y c e t e s 伞菌目 a g a r i c a l e s 红菇 科 r u s s u l a e e a e 乳菇属 l a c t a r i u s 是一种非常重要的外生菌根菌资源 松 乳菇常与松科植物共生形成外生菌根 松乳菇营养丰富 香味独特 美味可口 不仅具有重要的食用价值 还具有极高的药用价值 在市场上备受消费者青睐 本课题对茅山境内松乳菇资源的分布 生态环境 生物学特征等方面进行了 调查和研究 通过调研 我们发现茅山地区松乳菇的发生季节在每年的1 0 月份 到1 1 月份之间 通常是在下过一场秋雨气温骤降后松乳菇子实体会大量发生 茅山地区松乳菇发生地植被类型丰富 包括多种乔木 灌木和草木层 结合形态学观察 再通过对采自茅山 溧阳 湖南张家界 安徽舒城的松乳 菇子实体进行i t s 序列测定 比对 我们确定采自四地的松乳菇子实体属于不同 地域的松乳菇 对分离自茅山松乳菇的斜面菌株进行i t s 序列的测定 比对 发 现和茅山松乳菇子实体的i t s 序列有着9 9 的序列相似度 证实通过组织分离得 到的试管斜面菌株为松乳菇菌株 对松乳菇子实体的多种营养成分进行了测定 主要测定内容包括 松乳菇水 分 灰分 粗纤维 粗多糖 脂肪 蛋白质 氨基酸 维生素和矿质元素等的含 量 松乳菇子实体含有1 7 中氨基酸 其中包括7 种人体必须的氨基酸 必需氨 基酸的量占氨基酸总量的3 2 5 除此之外 松乳菇子实体中还有丰富的维生素 和矿质元素 v c 的含量达到了4 9 m g l o o g 铁的含量高达5 7m g l o o g 铜的含 量达到了0 9 3 3 m g 1 0 0 9 通过单因子试验 发现松乳菇菌丝体液体摇瓶培养的最佳碳氮源是蔗糖和蛋 白胨 最佳温度为2 5 c 最佳起始p h 为5 5 最佳转速为2 3 0 f f m 和最佳接种量 为4 5 0 p l 5 0 m l 菌液 通过正交试验发现松乳菇液体摇瓶培养的最佳培养基组成 是蔗糖3 蛋白胨1 5 m g s 0 4o 2 k h 2 p 0 40 0 5 中试放大试验结果显 示 松乳菇菌丝体在1 5 l 发酵罐进行液体深层发酵时 菌丝体的产量是摇瓶液 体发酵产量的3 5 倍 采用7 种不同的母种培养基 8 种不同的原种培养基和2 种不同的栽培种培 养基在室内袋栽 室内脱袋覆土栽培和室外仿野生驯化栽培 筛选出松乳菇菌丝 体生长的最佳母种培养基为p d a 培养基 最佳原种和栽培种培养基为棉籽壳米 塑墨 一 一 懋鬈然黜衰搿篙篇嚣鬈豢 脱袋覆土栽培和室外仿野生驯化栽培均未产生松学l 姑亍 头7 睁 匣疋增开茁1 栩叫h 适量的松花粉有助于松乳菇菌丝体的生长 关键词 松乳菇i t s 序列营养成分液体发酵栽培 a b s t r a c t t h eo p t i m i z a t i o no fl i q u i dc u l t u r ea n da r t i f i c i a l d o m e s t i c a t i o nc u l t i v a t i o no fl a c t a r i u sd e l i c i o s u s a b s t r a c t l a c t a r i u sd e l i c i o s u s l f l g r a y w h i c hb e l o n g st ol a c t a r i u s r u s s u l a c e a e a g a r i c a l e s h y m e n o m y c e t e s b a s i d i o m y c o t i n a i s a ni m p o r t a n te c t o m y c o r r h i z a e r e s o u r c e l d e l i c i o s u so f t e np r o d u c ee c t o m y c o r r h i z a ew i t ht h eh e l po fm a n y o t h e rp l a n t so fp i n a c e a e b e s i d e si t se d i b l ev a l u e s 工 d e l i c i o s u sh a v eas i g n i f i c a n t m e d i c a lv a l u e s w i 也i t sp l e a s a n tr e f r e s h i n gt a s t eo fd e l i c a t ef r a g r a n c e 蕊s pa n d s l i g h t l ys w e e t l d e l i c i o s u si sm o r ea l lm o r ep o p u l a r i nt h em a r k e t i nt h es t u d y r e s o u r c e so f 三 d e l i c i o s u si nm a o s h a na r e ah a sb e e no b e r v e d b a s e d o na n a l y s i so ft h ec u e e r n td i s t r i b u t i o n e c o e n v i r o n m e n t b i o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i e sa n d s oo n w ed r a wt ot h ei n c l u t i o nt h a t 上 d e l i c i o s u sa p p e a r sb e t w e e no c t o b e ra n d n o v e m b e re v e r yy e a r i tu s u a l l ya p p e a r sw i t hag r e a td e a la f t e rah e a v er a i na n dw h e n t h e t e m p e r a t u r ed r o p sd r a s t i c a l l y i n m a o s h a na r e a t h e r ea r em a n yk i n d so f v a g e t a t i o n sw h i c hc o n t a i n sm u l t i f o l da r b o r s s h r u b sa n dh e r b a g e s w es e q u e n c e dt h ei t ss e q u e n c e so ff o u rk i n d so fl d e l i c i o s u sf r u i t b o d i e sw h i c h c o l l e c t e df r o mm a o s h a n l i y a n g z h a n g i i a j i e h u n a np r o v i n c e a n ds h u c h e n g a n h u i p r o v i n c e c o m b i n e w i t ht h em o r p h o l o g i c a lo b s e r v a t i o n w e a p p r o v e d t h a tt h e s e f r u i t b o d i e sa l el d e l i c i o s u s a f t e rs e q u e n c i n ga n da l i g n i n gt h ei t ss e q u e n c eo fa s 廿a i nw h i c hw a si s o l a t e df r o mm a o s h a nl d e l i c i o s u sf r u i t b o d y w ef o u n dt h e s i m i l a r i t yo ft h ei t ss e q u e n c eb e t w e e nt h es t r a i na n dm a o s h a nl d e l i ci o s u sw a s m o r e 也a l l9 9 i tc o n f o r m dt h ei s o l a t e ds t r a i nw a sld e l i c i o s u s w ed e t e r m i n e dav a r i e t yo fn u t r i mc o m p o s i t i o n so fl d e l i c i o s u sf r u i t b o d i e s t h e m o i s t u r e a s h c r u d ef i b e r c r u d ep o l y s a c c h a r i d e s f a t p r o t e i n a m i n o a c i d s v i t a m i n s a n d m i n e r a le l e m e n t sa l ls oo n t h e f r u i t b o d i e sc o n t a i n s17a m i n oa c i d s i n c l u d i n gs e v e n k i n d so fh u m e ne s s e n t i a la m i n oa c i d s t h ee s s e n t i a la m i n oa c i d sa c c o u n t sf o r3 2 5 o f t h et o t a la m i n oa c i d s i na d d i t i o n t h ef r u i t b o d i e sa r er i c hi nv i t a m i n sa nm i n a r a l e l e m e n t s t h ev cc o n t e n tr e a c h e d4 9 m g l o o g i r o n c o n t e n ta s h i 曲a s5 7 m g 10 0 9 c o p p e rc o n t e n tr e a c h e do 9 3 3 m g k g i a b s t r a c t t h r o u g ht h es i n g l e f a c t o rt e s t w ef o u n dt h a ts u c r o s ei st h eb e s tc a r b o ns o u r c e a n dp e p t o n ei st h eb e s tn i t r o g e ns o u r c e 2 5 c t h ei n i t i a lp ho f 5 5 2 3 0 r m 4 5 0 皿 5 0 m l a l et h eb e s to t h e rl i q u i df e m e n tc o n d i t i o n s b yo r t h o g o n a lt e s t w es c r e e n e do u tt h e b e s t l i q u i d f e m e n tm e d i ao f 三 d e l i c i o s u s s u c r o c e 3 p e p t o n e1 5 m g s 0 4 o 2 k h 2 p 0 40 0 5 t h em i d d l e a m p l i f i c a t i o n t e s ts h o w e dt h a tt h eb i o m a s si n15 l f e r m e n t o r3 5t i m e sa sm u c ha si nf l a s k t h e 上 d e l i c i o s u ss t r a i nw a si n o c u l a t e di n t o7k i n d so fm o t h e rc u l t u r em e d i a a f t e r af e wd a y s w ef o u n dt h a tt h es t r a i ni nt h ep d ac u l t u r em e d i ai st h es t r o n g e s t a m o n g8k i n d so ft h ep r i m a r ys t o c ks u b s t r a t e s t h em e d i a w h i c hc o n t a i n st h es h e l lo f c o t t o n s e e d c h a f fa n db r a n s c b i st h ef r i s t r a n k w 弛t h ec u l t u r em e d i ao fs c b w e i n o c u l a t e d 也e 三 d e l i c i o s u ss t r a i ni n d o o ra n do u t d o o r b u ti nt h ee n d t h ef r u i t b o d i e so f l d e l i c i o s u sd i d n ta p p e a r b e s i d e s t h ep i n ep o l l e nm a yb ea b l et op r o m o t et h eg r o w t h o ft h el d e l i c i o s u s k e ww o r d s l a c t a r i u sd e l i c i o s u s i t ss e q u e n c e n u t r i e n t s l i q u i df e m e n t a t i o n c u l t i v a t i o n i v 第一章前言 1 菌根 第一章前言 第一节文献综述 菌根 m y c o r r h i z a 是由真菌和植物根系形成的共生体 菌根 m y c o r r h i z a 一词最早由德国植物学家f r a n k a b 所提出 它是植物与菌根真菌长期共同进化 的结果 侵染植物根系的真菌通常称为菌根真菌 植物形成菌根是普遍现象 自 然界大部分植物都具有菌根 1 1 菌根的种类和特点 19 8 9 年 1 h a r l e y 根据菌根真菌在植物根系上着生部位及形态特征 将菌 根分为外生菌根 e c t o m y c o r r h i z a 内生菌根 e n d o m y c o r r h i z a 内外兼生菌根 e c t o e n d o m y c o r r h i z a 浆果鹃类菌根 a r b u t o i dm y c o r r h i z a 兰科菌根 o r c h i d m y c o r r h i z a 水晶兰类菌根 m o n o 订o p o i dm y c o r r h i z a 和欧石楠类菌根 e r i c o i d m y c o r r h i z a 共七个类型 表1 列出了这七种菌根的主要特点及相应的菌根真菌 和植物种类 能形成菌根的植物通称为菌根植物 地球上9 7 的显花植物都是菌根植物 其中9 0 的草本植物能与内生菌根真菌形成菌根 7 3 9 的木本植物能形成外生 菌根 1 1 1 外生菌根 外生菌根多形成与木本植物 主要为乔木和灌木树种 分布广泛 存在于三 十多科植物的许多属中 松科植物是专性外生菌根植物 没有菌根的松树就不能 正常生长或者生长不好 参与形成菌根的真菌主要是担子菌 其次是子囊菌 外生菌根真菌侵染植物根系后菌丝在根系表面生长繁殖 交织成套状结构 称为菌套 h y p h a lm a n u a l 其厚度为3 0 4 0 9 m 约占根干重2 5 一4 0 代替了 根毛的地位和作用 在菌套的表面通常还有菌丝 称为外延菌丝 扩大了菌根同 土壤的接触面积 能帮助根系吸收更大面积土壤中的养分和水分 同时菌根真菌 的菌丝穿过根的表皮进入皮层组织 并在皮层细胞间蔓延 将细胞包围形成哈蒂 氏网 h a r t i n gn e t 哈蒂氏网的形成使真菌和植物寄主间的接触面增加 有利于 第一章前言 真菌和植物进行物质和信息的交换 受菌根真菌的影响 植物根部通常会发生形 态学的改变 如变短 变粗 变脆等 无根冠和根毛 并且常常因菌根真菌分泌 的色素而在颜色上发生改变 形成外生菌根后 寄主植物向菌根真菌提供碳水化合物 而真菌则将从土壤 中吸收的养分和水分供给寄主植物 在森林生态系统中 外生菌根对营养元素的 吸收 利用 对森林植被的发生 发展和稳定有重要作用 外生菌根能够促进植物的营养和生长 外生菌根菌套表面的外延菌丝 扩大 了菌根同土壤的接触面积 增加了植物根系的吸收面积 增加了土壤中的养分和 水分的吸收 外生菌根能活化土壤中的难溶性磷 促进植物吸收磷素营养 一是 外延菌丝能够扩大吸收面积 增大吸收空间 二是菌根真菌的侵染 改变了宿主 植物的根系形态及生理生化特性 提高了根系对磷素的摄取能力 此外外生菌根 真菌的分泌物还能与土壤中的难溶性磷发生化学反应 并使之活化 同时部分外 生菌根能分泌促进植物生长的物质 如吲哚乙酸类化合物 促进植物的生长 此 外 有研究表明 菌根真菌的菌丝能分泌有机酸 调节菌丝际 m y c o r r h i z o s p h e r e 和根际 r h i z o p h e r e 外生菌根真菌侵染植物根系后 能提高寄主植物的抗逆性和抗病性 在抗逆性方面 尤以提高植物的抗旱性最为明显 其主要原因是 一是外生 菌根不仅能扩大林木根系吸收水分的面积 还能降低土壤与根系的液流阻力 减 少宿主体内水分的损失 二是外生茵根能提高苗木水分的利用效率 三是外生菌 根真菌能从高渗溶液中吸收水分 有极强的吸收抗旱能力 此外 许多研究表明 外生菌根还能显著提高植物抗盐碱 抗极端温度和抗重金属毒害的能力 使宿主 植物在不良环境条件下具有更强的生存能力 在抗病性方面 外生茵根能抑制病原菌的生长繁殖 降低某些根部病害的发 生率 研究表明 形成外生菌根的植物 由于菌套和哈蒂氏网的机械屏障作用 能够增强根部病原菌的侵染 增强植物的抗病性 同时外生菌根根圈的微生物数 量比根圈外的微生物数量高 这种根圈的生态效应也有利于植物对病害的防御作 用 部分外生菌根能够产生植物毒素 如牛肝菌科部分真菌能产生萜烯等物质 能够起到抑制病原菌的作用 试验表明 也有部分的外生茵根能够产生抗生素 对一些病原真菌有抗菌的活性 1 1 2 内生菌根 内生菌根也称为泡囊 丛枝菌根 v e s i c u l a r a r b u s c u l a rm y c o r r h i z a v a m 得 名于植物根部侵染丛枝菌根真菌后 菌丝在根部皮层细胞内形成细小分叉的丛枝 a r b u s c u l e 或者在菌丝末端或中段膨大形成泡囊 v e s i c l e 但近年来的研究 发现 并非所有的内生菌根都形成泡囊 因此国内外不少学者将其改称为丛枝菌 2 第一章前言 根 简称a m 内生菌根真菌在分类上属接合菌纲的球囊霉目 g l o m a l e s 当植物根系感染丛枝菌根真菌形成菌根之后 根系的外部形态几乎没有改 变 故难于用肉眼进行判断 但少数植物的根系颜色会有一定变化 丛枝菌根真 菌的菌丝通常无隔 通过显微镜可观察到在发育良好的丛枝菌根上 存在着根外 菌丝 根外孢子和侵入点等结构 经过透明 染色等处理过后 可在显微镜下观 察到根内菌丝 丛枝 或泡囊 孢子等结构 丛枝茵根真菌侵染植物根系后都能进行连续的二叉分支 形成丛枝结构 这 是菌根形成的重要特征 也是真菌菌丝与植物进行物质交换的场所 与养分的吸 收 释放和植物的抗逆性有关 由于丛枝菌根真菌菌丝体中富含多聚磷酸盐 碱 性磷酸酶和a t p 酶等 丛枝结构的形成增加了菌根真菌与宿主植物的物质交换 面积 并因此而改变了菌根的酶学性质 以及膜透性等 丛枝茵根真菌侵染宿主植物后 普遍能提高植物对磷的吸收量 以至于菌根 的其他效应往往与植物磷营养的改善而密切相关 与外生菌根一样 丛枝菌根也 是通过直接作用 包括扩大吸收面积 活化难溶态无机磷和有机磷等 和间接作 用 如改变宿主根系的生理生化性质等 两方面促进植物对磷的吸收和利用 与外生菌根作用一样 丛枝菌根能改善植物的水分代谢和提高抗旱能力 但 丛枝菌根真菌提高抗旱性的机理尚不十分清楚 比较一致的观点是丛枝真菌的菌 丝能增加对水分的吸收 改变植物体内的激素平衡来调节水分代谢 丛枝菌根真 菌提高植物耐盐性 机理可能是 一是因为菌根真菌改变了植物根系组织的透性 二是增加了植株对水分的吸收 缓解了生理性干旱 降低了n a 和c r 的含量和 相对比例 减轻了对质膜和酶的损害 此外 在盐害条件下 菌根还能调节植物 体内的激素含量和比例 改变植物根系形态或增强植物根系活力等 间接提高宿 主植物抗盐害的能力 表卜1 菌根类型和特点 f i g1 1t h et y p eo f m y c o r r h i z aa n dt h e i rt r a i t 3 第一章前言 菌鞘 哈蒂氏网 胞内菌丝 圈 菌丝二叉 分支 泡囊 真菌分类 接合菌纲 苔藓植物 宿主植物蕨类植物 裸子植物 被子植物 担子菌纲 子囊菌纲 半知菌纲 接合菌纲 裸子植物 被子植物 蕨类植物 或一 l 上 担子菌纲担子菌纲担子菌纲子囊菌纲担子菌纲 子囊菌纲半知菌纲 担子菌纲 裸子植物欧石楠类水晶兰类欧石楠类兰科植物 被子植物 注 和 一 分别表不 有 和 无 1 2 食用菌根真菌 食用菌根真菌 e d i b l em y c o r r h i z a lf u n g i 是指与植物形成菌根并能产生可供 食用的子实体的大型真菌 食用菌根真菌与植物形成的菌根多半是外生菌根 菌 根菌依靠菌根从寄主植物上获取生命活动所需的碳水化合物和其他生长物质 如 葡萄糖 氨基酸 维生素等 寄主植物则通过菌根菌在土壤中的扩展延伸吸收到 更多的养分 特别是由于茵根茵能分解土壤中的矿物质和难溶性磷 增强了植物 对磷素和矿物质的吸收 我国野生食用菌资源丰富 2 1 在亟待开发的野生种中约 有3 5 0 种是树木的外生菌根菌 占食用菌总数的5 6 据m e y e r 统计 大约有 3 的种子植物能形成外生菌根 1 2 1 食用菌根菌的类型 根据对寄主植物共生的专化性 食用菌根真菌可分为三种类型 1 广性宿 主真菌 具有广泛宿主的茵根菌 可与多种植物形成共生 例如铜绿红菇可与锥 栗 葵茄 米碎花 红车等树木形成菌根 2 中等专化性的真菌 子实体只与 一定的植物联系在一起 3 专性宿主真菌 只有很窄的共生范围 可与某个属 或某个种的植物形成菌根 其子实体也只与某个属或种的植物联系在一起 茵根性食用菌是 种高蛋白 低脂肪食品 除含有极为丰富的蛋白质 氨基酸 矿质元素外 还含有多糖类等活性物质 具有很高的营养价值和食疗保健作用 4 第一章前言 据报道 从牛肝菌中提取出的粗多糖能提高小鼠的免疫功能 从变绿红菇 r v i r e s e e n s 中提取出的粗多糖能明显降低小鼠淋巴细胞转化率 e 玫瑰花结 形成率及腹腔巨噬细胞吞噬百分率 提示此多糖具有免疫抑制作用 然而 由于 菌根是菌根植物的根专性或非专性的与菌根菌所形成的共生体 因此 分离 培 养其中一些真菌十分困难 特别是形成子实体就更困难 1 2 2 我国的食用菌根菌资源 目前 我国食用菌根菌已知有3 5 2 种 3 1 占食用菌资源总数的5 3 6 分别 隶属于1 6 个科共6 0 个属 其中子囊菌亚f j a s c o m y c o t i n a 的地菇科 t e r f e z i a c e a e 2 种 担子菌亚f j b a s i d i o m y c o t i n a 蘑菇科 a g a r i c a c e a e 5 种 鹅膏科 a m a n i t a c e a e 1 5 种 主要包括在鹅膏属 a m a n i t ap e r s e xg r a y 环柄菇属 l e p n o t a p e r s e xf t g r a y 大环柄菇属 m a c r o l e p w l as i n g 中 牛肝 菌科 b o l e t a c e a e 7 9 种 主要包括在小牛肝菌属 b o l e t i n u sk a l c h b r 牛肝菌 属 b o l e t u sd i l l e xf r 圆孔牛肝菌属 g y r o p o r u sq u e t 疣柄牛肝菌属 l e c c i n u m g r a y 粉末牛肝菌属 p u l v e r o b o l e t u sm u r r 乳牛肝菌属 s u l l i u sm i c h e xg r a y 绒盖牛肝菌属 x e r o c o m u sq u e l 中 鸡油菌科 c a n t h a r e l l a c e a e 2 2 种 主要 包括在鸡油菌属 c a n t h a r e l l u s 喇叭菌属 c r a t e r e l l u sn 陋 中 丝膜菌科 c o r t i n a r i a c e a e 2 3 种 主要包括在丝膜菌属 c o r t i n a r i u sf t 之中 齿菌科 h y d n a c e a e 4 种 革菌科 t h e l e p h o r a c e a e 2 种 白蘑科 t r i c h o l o m a t a c e a e 8 4 种 主要包括在蜡膜属 l a c c a r i a 口蘑属 t r o c h o l o m a f r k u m m 中 块菌 科 t u b e r a e e a e 1 0 种 主要包括在块菌属 t u b e rm i 以e xf r 中 红菇科 r u s s u l a c e a e 8 3 种 主要包括在乳菇属 l a c t a r i u sd c e xg r a y 红菇属 f g u s s u l a t e r s e xn 函训中 硬皮马勃科 s c l e r o d e r m a t a c e a e 6 种 主要包括 在豆马勃属 p i s o l i t h u sa l b e ts c h w 硬皮马勃属 s c l e r o d e r m an m 中 铆钉 菇科 g o m p h i d i a c e a e 5 种 珊瑚菌科 c l a v a r i a c e a e 2 7 种 主要包括在丛枝 菌属 r a m a r m 中 松塔牛肝菌科 s t r o b i l o m y c o t a c e a e 6 种 主要包括在条 孢牛肝菌属 b o 舰l l u sm u r r 松塔牛肝茵属 s t r o b i l o m y c e sb e r k 中 蜡伞科 h y g r o p h o r a c e a e 1 6 种 主要包括在蜡伞属 h y g r o p h o r u s 离褶伞属 l y o p y l l u m 罗鳞伞属 r o z i t e s 赤褶菌属 r h o s o p h y l l u s 褶孔菌属 p h y l l o p o r u s 乳头蘑属 c a t a t h e l a s m a 中 1 3 食用菌根菌的营养及药用价值 食用菌根菌含有蛋白质 脂肪 氨基酸 矿质元素和维生素等多种营养物质 且不同的种类 这些营养物质的含量也各不相同 4 周家齐 5 2 0 1 等对十余种野生 第一章前言 食用菌进行了氨基酸组成分析 结果表明 各种野生食用菌氨基酸含量丰富 组 成全面 且各具特色 有较高的营养价值 段云玉 l l 等对1 6 种野生食用菌的化 学成分进行分析 结果表明 野生食用茵中除人体必需的大量元素k c a m g s p 外 还含有人体必需的微量元素z n c u f e m n b a s r a 1 c r n 等 元素总量在2 3 7 4 5 9 之间 但不同种类 不同生长环境 它们富集某些 元素的生物学功能也有差异 氨基酸含量也很高 1 8 种氨基酸的总量在 1 0 7 1 2 4 8 1 之间 其中谷氨酸 亮氨酸 异亮氨酸的含量均比较高 粗蛋白 含量范围为1 7 4 6 远远超过一般的粮食作物 可与豆类作物媲美 黄谚谚f 1 2 对小美牛肝菌进行分析 发现小美牛肝菌不仅高蛋白 低脂肪 且含有优质必需 氨基酸 其矿质元素含量也十分丰富 其f e m n z n c u i 等含量高于一般 食用菌 这些必需的微量元素是构成机体组成的重要材料 具有高度的生物活性 可促进人体生长 发育 生殖等 据报道 正红菇不仅含有十六种氨基酸 二十 八种脂肪酸 且含有五类多糖 l 引 脂肪酸特别是多价不饱和脂肪酸不仅能使血 液中的胆固醇含量下降 而且具有降低l d l 低密度脂蛋白 的效果 1 4 j 构成 食用菌细胞的多糖主要是几丁质和非溶性1 3 1 3 d 葡聚糖 这两种物质对激活 免疫机能和抗癌活性均有效果 1 5 1 美味牛肝菌含有脂肪 多种维生素和矿物质 具有降低血糖 胆固醇等作用 蓝黄红菇子实体提取物具有抗癌作用 1 6 j 松茸 具有抗肿瘤作用 鸡油茵具有调节机体代谢的作用 如清目利肺 益肠胃等功效 经常食用可治疗由维生素a 缺乏所引起的皮肤粗糙或干燥症 膜软化症 眼炎 等疾病 同时对癌细胞有一定的抑制作用 1 7 可见 食用菌根真菌不仅含有丰 富的营养物质 而且还具有一定的食疗保健作用 1 4 食用茵根菌的开发应用 1 4 1 在林业上的应用 郭秀珍 1 9 8 1 a 1 9 8 1 b 2 发现 松树的某些菌根菌对油松猝倒病有明显的 抑制作用 并利用厚环粘盖牛肝 s u i l l u sg r e v i l l e i 和牛肝茵 b o l e t u ss p 对猝 倒病病原立枯丝核菌 r h i z o c t o n i as o l a n i k u h n 进行防治研究 m o r i n 等也指出 外生菌根茵卷边桩菇 p a x i l l u si n v o l u t u s b a t s c h f r 和漆蜡蘑 l a c c a r i al a c c t a f r e x s c o p b e r k e tm 能抑制腐皮镰刀菌 f u s a r i u ms o l a n i m a r t a p p e tw o l l e n w 弓l 起的 猝倒病 k s a j g h e r 指出 可用菌根化的云杉幼苗作为森林环境污染的指示植物 大量研究表明外省菌根真菌对寄主植物土传病原菌如丝核菌 r h i z o c t o n i a s o l a n i 尖镰刀菌 f u s a r i u mo x y s p o r u m 终极腐霉 p y t h i u mu l t i m u m 疫霉 属 p h y t o p h t h o r a 有拮抗作用 据1 9 7 2 年统计能够产生抗细菌活性 抗真菌活 性和抗病毒活性的外生菌根真菌多达1 0 4 种 随着试验扩大 数量还会增多 经 过室内菌根菌与病原菌平板拮抗试验及田间应用情况 将室内外作用效果一致的 6 第一章前言 外生菌根菌制成不同剂型开发应用于农业 这是一项无公害 无污染的长效安全 生物制剂 有较大的开发价值 目前 外生菌根菌剂在我国只局限于中国林科院生产的n 菌剂 在外生菌 根的应用研究中 美国已采用液体发酵技术生产出数种外生菌根菌剂 在林业上 应用效果较为理想 2 我国在这方面的研究开展得较少 童竟新f 2 2 j 等曾采用液 体通气方法扩大培养彩色豆马勃 用于接种国外松 取得了较好的效果 王学聘 等f 2 3 对厚环乳牛肝菌发酵条件进行了研究 发酵结果表明 该菌株具有发酵周 期短 生长迅速易于工业化生产等特点 这为外生菌根菌剂的大规模工业化生产 提供了理论依据 1 4 2 菌根化育苗 早在上世纪5 0 年代 郭秀珍等 1 9 5 9 在培育过板栗的苗床上培育油松苗 使其成活率大大提高 在干旱地区造林的成活率都达6 4 5 8 9 张宪武等 1 9 6 4 在东北地区利用牛肝菌对樟子松幼苗进行接种 造林后也取得较好的生 长效果 陈连庆 1 9 9 2 报道 马尾松菌根化率为9 5 的幼苗 造林成活率可达 9 9 而无菌根的苗木造林成活率仅2 2 许多研究还指出 菌根化苗木不仅对 苗木生长有明显的增产作用 对营养元素含量及生物量的提高也十分明显 王昌 温等 1 9 8 5 研究结果表明 油松接种菌根后 其苗木含磷量比对照提高2 0 5 马尾松接种苗提高2 6 1 张林华等 1 9 9 4 研究结果表明 牛肝菌菌剂接种长 白落叶松后 幼苗中的磷含量比对照苗增3 6 2 1 1 6 9 不仅如此 还发现接 种丝膜菌的落叶松针叶中的叶绿素含量 比对照苗提高1 4 3 8 1 4 6 7 接种苗 木生物量普遍比对照苗高出许多 培育菌根化苗不但有利于苗木的生长 同时苗 木根对真菌也是一种库存保护 因而具有潜在的开发应用前景 1 4 3 逆境造林 茵根化苗木具抗逆性早已被人们所发现 c r o m e r 19 3 5 对3 0 年生的辐射 松 p i n u s r a d i a t a 根系进行观察 发现在干旱条件下 已经实现菌根化的营养 根未发生萎蔫 g o s s 19 6 0 通过盆栽试验证实 西黄松 p p o n d e r o s a 在干旱 条件下 菌根化苗及非菌根苗都有萎蔫失水现象 但菌根化苗萎蔫程度较轻 且 浇水后很快恢复生长 此后 人们逐渐重视对菌根与树木抗旱性之间关系的研究 而且有许多事实证明 用菌根化苗木造林 可以提高树木的抗旱性 雷增普等 1 9 9 4 的研究证明 在极端干旱条件下 4 个月龄菌根化的油松 幼苗死亡至半数所需的时间 要比非菌根化苗木推迟1 7 d 此外 还研究证明 在干旱条件下古柏的针叶黄尖现象出现的多少 是随着菌根数量的增加而减少 吴炳云 1 9 9 1 对油松菌根化苗进行干旱处理l l l d 测定结果表明 不仅株高 7 第一章前言 地径 生物量均有明显增加 而且根茎比也有明显提高 雷增普 1 9 9 4 指提出 菌根可提高苗木叶的水势及保水力 降低叶水分饱和亏缺值 菌根提高了苗木蒸 腾速率及净光合速率 其独特的结构扩大了水分的吸收面积 降低了对水分吸收 的阻力 外生菌根真菌能忍耐培养基质的低水势 有的可产生细胞分裂素 玉米 素 吲哚乙酸类等物质 可以帮助植物提高抗旱力 在许多荒废地上造林 历来是一项艰巨的工作 因为这些地区由于长期受土 壤侵蚀 环境污染或者是工矿废区等 没有植被 土壤结构不良 表土严重流失 缺乏植物生长的条件 因此无论造林或种植都是极为困难 m a r x 1 9 7 5 等利 用彩色豆马勃 p i s o l i t h u st i n c t o r i u s 接种 并利用菌根化的松树苗在露天矿的废 墟上造林 取得了显著的成绩 成活率及幼苗生长的增长率都大幅提高 v a l d e s 19 8 3 等报道 利用l a c c a r i a 和p i s o l i t h u s 对8 种松树苗木进行接种 并在侵 蚀地上造林 也获得较好的生长效果 造林3 0 周后 拟五针松 p n u s p s e u d o s t r o b u s 的生长量比对照苗增加8 1 1 4 4 辐射松 p r a d i a t a 生长量 增加5 9 7 9 接种彩色豆马勃的p i n u st e o c o t a 松的生长量增加达1 6 9 森林火烧地也是条件恶劣的地方 周玉芝等 1 9 9 4 应用菌根技术 在大兴安 岭火烧迹地造林中 对樟子松 p i n u ss y l v e s t r i s v a r m o n g o b c al i t v i n 落叶松 l a r i x g m e l i n i r u p l r u p r 及长白落叶松 l a r i xo l g e n s i sh e n r y 幼苗实施菌根化 措施 分别接种劣味乳菇 l a c t a r i u si n s u l s u sf r 和丝膜茵 c o r t i n a r i u sr u s s u sf r 以及毛边粘滑菇 h e b e l o m am e s o p h a e u m 俐q u e l l 和厚环乳牛肝 s u i l l u s g r e v i l l e i k 1 s i n g 等菌根菌 试验结果表明 菌根感染率达7 5 1 0 0 地上株高 生长比对照增加1 5 6 2 2 7 4 种菌混合接种结果 菌根感染率提高6 4 株 高生长比对照增加6 4 3 取得明显效果 1 4 4 在食品工业上的应用 菌类作为一种无污染的天然食品 日益受到各国重视 从而刺激食用菌产业 的发展 然而菌根食用菌还不能离体培养 甚至许多菌种尚不能获得纯菌种 这 是制约食 药 用菌根菌开发的关键因素之一 因此必需继续加强培养基改良 菌种分离的基础工作 以获得更多的纯菌种资源 并对获得的纯培养菌种进行液 体深层发酵的研究 由于食用菌根菌子实体的培育十分困难 因此利用菌丝体代 替子实体是开发利用这类真菌的先决条件 目前 普遍采用的方式就是液态发酵 其产品包括菌丝体和发酵液 据松茸液态发酵试验 2 4 分析证明 松茸菌丝体的 营养价值 保健功能 香气成分与子实体相似 所以采用液态发酵工艺培养菌丝 体替代子实体进行食品加工或生理活性物质提取是松茸研究和开发的方向 对其 它食用菌根菌 我们也可采用同样的方法或用深层发酵的方法来进行产品开发 另外 某些微量元素如g e s e z n 等具有重要的生理功能 通过液态发酵技术 8 第一章前言 利用菌类具有富集微量元素的特点 可将一些对人体有益的微量元素转变为食用 菌体内的元素 供人们食用 还可以从发酵液中提取代谢产物 2 5 如在松口蘑 t r i c h o l o m am a t s u t a k e 发酵液中可提取到香味极好的松口蘑油和甲基桂皮酸 对子实体的开发利用 如日本的岩出亥之助和村乔俊介于1 9 3 4 年抽提出松 茸的香味物质松茸原和甲基桂皮酸的混合物 现已成为食品添加剂弘 r a p i o r 等 2 7 从l a c t a r i u sh e l v u s 中分离出一种挥发性的香气成分 这种成分可应用于食 品和烟草工业中 谷延庆 李新堂曾报道利用野生松茸来加工制成速溶冲剂 郭 安等1 2 8 利用干巴菌来加工制成干巴菌罐头 干巴菌韭菜花 这一系列产品的出 现将大大丰富人们的生活 合理利用我国野生食用菌根菌资源起到良好的促进作 用 1 4 5 生理活性物质的提取 在整个微生物界 高等真菌是食品和药物方面最具潜力的为生物种类之一 它能够利用营养价值低的原料来生成高蛋白质和高脂肪含量的食物 在医药方 面 随着微生物研究的深入 在高等真菌中发现了许多酶 抗生素或其他具有药 物活性的产物 2 9 1 近年来 随着发酵 分离和结构测定技术不断发展 在高等 真菌中发现了许多具有药用价值的次级代谢产物 这为人类开发新型的医药 农 药 保健食品 化妆品等提供了重要的新资源 真菌的药效成分包括 多糖体 多肽体 糖苷肽 生物碱 多烃类 醌类 类固醇类 类萜类 维生素类 嘌呤 类和有机酸等多种活性物质 目前 国际上食 药 用菌的医疗保健品走俏 正朝抗癌 增寿 强力 益 智 美容以及提高免疫力和防止衰老等为特点的系列制品的开发 由于很多食用 菌根菌都具有一定的药用价值 对这些药用成分的提取和分析将是食用菌根菌药 品开发的关键 k i e t 等 3 0 从c n t h a r e l l u s f r i e s i iq u e l 中提取出一种新的脂肪酸 董泽军等 3 1 从蓝黄红菇子实体中分离鉴定了6 个化合物 4 个麦角甾醇和d 阿 洛醇以及硬脂酸 李惠珍等 3 2 对正红菇的麦角固醇及多糖提取法进行了研究 为完善正红菇的化学成分分析作为药物或食疗中药材的药理作用的开发应用提 供理论依据 曹培让等 3 3 也对美味牛肝菌进行了多糖的提取 并且发现子实体 多糖和菌丝体多糖是有差异的 菌种间的差异更为明显 菌丝体多糖种类多样 而子实体多糖种类均一 多糖是真菌细胞壁的主要成分之 具有免疫调节和抗 癌活性 已经成为研究的热点 除多糖外 另一类生理活性物质萜类化合物有单 萜 倍半萜 双萜 三萜和固醇类 许多外生菌根真菌在纯培养条件下产生吲哚类化合物 3 4 j h g r a h a l l le ta l 等 1 3 5 先后研究了外生菌根产生某些植物激素的规律 但普遍没有能对优良的外生 菌根菌株进行系统的5 类植物激素的测定 李玉萍等 3 6 从美味红菇菌丝体发酵 9 第一章前言 滤液中检测出玉米素 i 异戊烯嘌呤 i p a 吲哚 3 乙酸 i a a 脱落酸 a b a 赤霉素 g a 3 激动素 k t 六种植物内源激素 同时还发现其中具有某些抗 生物质 且这些物质的含量都比较多 1 9 9 0 年 赵志鹏 郭秀珍 37 j 也采用6 菌 根菌 进行了激素代谢的研究及拮抗活性物质的生物测定 检测出6 种植物激素 这有可能使菌根真菌成为生产植物激素和其他生理活性物质的重要来源 随着外生菌根研究的不断深入 越来越多的菌根工作者开始注意到了外生菌 根真菌生理活性物质研究的重要价值 食用菌药物的性能是化学合成药物无法代 替的 它们是一种很好的激活剂和免疫调节增强剂 因此 是从根本上提高人体 免疫功能 达到扶正固体 强身保健的良好作用 几乎无毒副作用 而且均含人 体所需营养成分 分子生物学的发展 对疾病发生层次的研究 基因突变是疾病 发生的根源 单