覆土细菌在食用菌栽培中的作用

针对食用菌在栽培过程中覆土细菌的作用,重点介绍需要覆土栽培的食用菌种类、不同食用菌覆土的细菌结构组成、动态变化、生物功能以及覆土细菌与食用菌互作的分子机制等。在此基础上,总结并展望覆土微生物组的研究方向、存在问题以及解决办法,为深入研究细菌与食用菌互作分子机制提供参考,同时也为研发食用菌生长促进剂以提高食用菌栽培效益、生物防治剂控制虫害和疾病等提供思路。

食用菌半纤维素酶系研究进展

半纤维素是一类取之不尽而又亟待开发利用的碳水化合物。对食用菌半纤维素酶系的研究已经积累了诸多资料,主要包括β-1,4-内切木聚糖酶、β-木糖苷酶、α-阿拉伯呋喃糖苷酶、乙酰木聚糖酯酶、α-葡萄糖醛酸酶的研究。主要对半纤维素酶系,尤其是木聚糖酶的生物化学与分子生物学研究进行了简要概括,包括结构、酶学性质、基因的克隆与表达等,并综述了在食用菌生产中半纤维素酶活性的变化,最后展望了食用菌半纤维素酶系今后的主要研究方向。

食用菌栽培基质中木质纤维素组分测定方法的建立

为建立批量测定食用菌栽培基质中纤维素、半纤维素、酸不溶木质素的方法,在美国国家可再生能源实验室(national renewable energy laboratory,NREL)建立的方法的基础上,对硫酸浓度、反应温度、反应容器进行了调整。将NREL法中0.3 g样品于87 mL 4%(w/w)硫酸中121℃水解的反应体系改为0.1 g样品于10 mL 15.4%(w/w)硫酸中100℃水解,反应容器和加热容器分别由压力瓶和灭菌锅改为离心管和水浴锅。改进后的反应体系可以避免加热过程中酸液溢出,采用离心实现固液分离提高了测定效率。在新的反应体系中,确定了草菇(Volvariella volvacea)、香菇(Lentinula edodes)、金针菇(Flammulina velutipes)、双孢蘑菇(Agaricus bisporus)、斑玉蕈(Hypsizygus marmoreus)栽培基质的最适水解时间为1.5 h,刺芹侧耳(Pleurotus eryngii)、灵芝(Ganoderma lucidum)栽培基质的最适水解时间为2 h。通过比较新建立的方法与NREL建立的方法测定的纤维素、半纤维素、酸不溶木质素含量,表明改良后的新方法是可行的。

食用菌多糖作为添加剂在养殖业中的应用

食用菌多糖作为添加剂,对病毒、细菌有较好的抑制作用,可提高机体抵抗力,从而减少抗生素在养殖业的使用。多糖是天然大分子物质,药理作用非常广泛,其独特的活性和低毒效应在临床应用及养殖业中具有极大的潜力。多糖广泛存在于动植物体和微生物中,为生命物质的组成成分之一,近年来国内外已对多种食用菌,如香菇(Lentinula edodes)、树舌灵芝(Ganoderma applanatum)、冬虫夏草(Cordyceps sinensis)、金针菇(Flammulina velutipes)、猴头菌(Hericium erinaceus)等进行了多糖的提取纯化、分离鉴定及功能等方面的研究。这些食用菌多糖是理想的天然添加剂,且成本低廉,功能广泛,相信将来食用菌多糖在养殖行业的发展前景会越来越好。

暗褐网柄牛肝菌子实体内生细菌群落结构研究

暗褐网柄牛肝菌(Phlebopus portentosus)是第一个栽培成功的牛肝菌目(Boletales)真菌,一般采用覆土栽培模式,覆土微生物对子实体的发育具有重要作用,目前的研究主要集中在覆土微生物上,但缺少对子实体内生菌的研究。为揭开暗褐网柄牛肝菌子实体内生菌的组成,本研究基于Illumina MiSeq平台,利用16S rRNA V3~V4区高通量测序进行细菌群落结构分析。结果表明子实体(fruiting body,FB)内部存在很高丰度的细菌,主要以变形菌门(Proteobacteria)为主,在属水平上以贪铜菌属(Cupriavidus)(64.98%)、不动杆菌属(Acinetobacter)(7.62%)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)(6.02%)为主。与覆土(casing soil,CS)基质固有的细菌种群进行比较,VENN分析显示子实体内有468个OTUs为独有,占总序列的26.65%,分类上隶属于贪铜菌属、不动杆菌属和Delftia。FB和CS差异性分析以及Lefse标志性微生物分析均显示贪铜菌属、苍白杆菌属、不动杆菌属、嗜糖假单胞菌属(Pelomonas)等为FB特异性、标志性类群。利用Picrust(Phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states)进行Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)通路预测发现,子实体内生菌群的主要代谢途径为膜传输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢、外源生物降解与代谢,与覆土菌群有20个代谢通路的差异,并且外源生物降解与代谢、信号转导、其他氨基酸代谢、脂质代谢、细胞过程和信号5个通路的比例要高于覆土,微生物类群的差异可能是导致产生这些功能差异的原因。

利用常压室温等离子体诱变技术选育高产黄酮的桑黄菌株

为提高桑黄(Phellinus baumii)黄酮生产能力,利用常压室温等离子体(atmospheric room temperature plasma,ARTP)技术诱变桑黄菌株SH1(出发菌株)的原生质体,经过筛选获得了3株高产胞内黄酮的优势菌株A67、A130、A157,与出发菌株相比,菌株A67、A130、A157液体发酵胞内总黄酮产量分别提高了86.7%、20.0%和60.0%。拮抗实验和RAPD分析显示3株优势菌株与出发菌株间存在遗传差异。TEAC(Trolox equivalent antioxidant capacity)和FRAP(ferric reducing antioxidant power)实验结果表明,A67菌丝体醇提物比出发菌株具有更好的体外抗氧化活性。本研究为桑黄属菌株的选育提供了高效可行的诱变方法,并为桑黄黄酮相关产品的开发和应用提供了优良的新菌株。

固相微萃取结合GC/MS联用技术研究野松茸干品的挥发性成分

采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术分析鉴定了野松茸干品中的挥发性风味成分。鉴定出48种风味化合物,占挥发性成分总量的91.44%,其中酸类9种、酯类6种、含氮杂环化合物11种、醇类3种、醛类5种、酮类10种、其他类4种。野松茸干品中主要的芳香成分是桂酸甲酯(42.99%)、3-甲基丁酸(8.56%)、2,6-二甲基吡嗪(8.36%)、2,5-二甲基吡嗪(2.46%)和1-辛烯-3-醇(2.06%)。

桑黄多糖的结构特征、制备方法及生物活性研究进展

对国内外近年来研究报道的不同菌种来源的桑黄子实体和菌丝体多糖的理化特性、结构特征以及生物活性进行综合比较,并对其提取方法进行了讨论,希望为桑黄多糖的开发利用提供参考。

构建香菇转化的同源筛选标记的研究

通过比对分析多种导致真菌内源萎锈灵抗性的琥珀酸脱氢酶B亚基(SdhB)氨基酸序列的突变位点,将香菇(Lentinula edodes)SdhB氨基酸序列第243位的组氨酸替换为亮氨酸,构建了香菇萎锈灵抗性同源筛选标记载体,以农杆菌介导转化小米粒培养的香菇菌丝。转化子经5次传代后,PCR扩增验证插入片段,并观察绿色荧光蛋白(EGFP)的表达情况。结果显示:香菇单核体和双核体菌株经转化后,均能筛选到具有萎锈灵抗性的转化子,单核体菌株的转化率为34%,显著高于双核体菌株(4%);单核体转化子中的同源筛选标记及报告基因稳定性较好。本研究构建的萎锈灵抗性同源筛选标记可有效地在香菇遗传转化体系中应用。

6种市售工厂化栽培金针菇的氨基酸组成及蛋白质营养评价

为分析工厂化栽培金针菇的蛋白质营养,本研究测定6种来自不同生产企业的市售金针菇样品中粗蛋白含量及氨基酸组成,分析其中呈味氨基酸的含量,并通过计算蛋白质的氨基酸评分、化学评分、氨基酸比值系数分和必需氨基酸指数,以及预测蛋白质校正氨基酸计分等非生物学指标,评价金针菇的蛋白质营养价值。结果表明,6种金针菇样品均含有18种水解氨基酸,其中呈味氨基酸含量比例为56.28%~57.37%。必需氨基酸含量接近WHO/FAO模式,其中蛋氨酸、赖氨酸含量丰富,限制氨基酸为缬氨酸和异亮氨酸。6种市售金针菇的氨基酸比值系数分为72.61~82.07,必需氨基酸指数均高于90,与卵清蛋白接近。上述结果表明工厂化栽培的金针菇中呈味氨基酸含量丰富,含有利于人体吸收的优质蛋白,具有较大的风味食品开发潜力,适合与谷物、肉类等进行膳食搭配以促进人体对氨基酸的平衡摄取。

不同品种干制香菇子实体等鲜浓度值差异分析

以中国12个主要栽培品种为实验材料,在培养料、发菌、转色、出菇以及加工前的干制处理等条件一致的情况下,采用高效液相色谱法对获得的不同品种的香菇子实体中的游离氨基酸、5’-核苷酸含量和等鲜浓度(equivalent umami concentration,EUC)值等进行分析评价,结果表明不同品种的香菇中同一种氨基酸的含量不同,品种939与申香8号的总氨基酸含量相近,但品种939中天冬氨酸的含量是申香8号的3.7倍,鲜味氨基酸以武香一号含量最高,为(5.76±0.13)mg/g,是135品种的2.2倍,甜味氨基酸以605含量最高,为(14.35±0.32)mg/g,是Cr04品种的2.6倍;不同品种香菇子实体中鲜味核苷酸以605含量最高,为(5.24±0.27)mg/g,是808品种的3.3倍;但是综合各种呈鲜成分,申香10号的EUC值最高,达(342.1±4.61)g MSG/100 g。

基于SNP分型的香菇交配型AS-PCR鉴定

目前食用菌的交配型鉴定通常采用单核体两两交配后镜检观察锁状联合的方式进行,工作量大,耗时长且易产生人为误检。本研究以香菇(Lentinula edodes)菌株"申香215"为例,通过对需鉴定交配型的单核体的双核体亲本菌株进行基因组重测序,获得双核体交配型A和B因子区域的序列比对信息,对交配型因子等位基因内部的SNP位点进行统计分析,选择合适位点设计引物,采用等位基因特异PCR(Allele-specificPCR,AS-PCR)技术,根据扩增结果可快速确定单核体的交配型并排除双核体和杂合体。用该方法鉴定香菇单核体的交配型,提高了鉴定效率和准确率,该方法可作为分子标记辅助育种的一种手段,为食用菌遗传育种工作提供新的技术支撑。

香菇自交选育新菌株及其亲本子实体的氨基酸特征及蛋白质营养价值

通过测定粗蛋白和其水解后氨基酸的含量,在现行国际氨基酸模式谱的基础上,以氨基酸评分(amino acid score,AAS)、美国国家科学院医学研究所(IOM)模式评分、化学评分(chemical score,CS)、氨基酸比值系数(ratio coefficient,RC)、氨基酸比值系数分(score of RC,SRC)和必需氨基酸指数(essential amino acid index,EAAI)等指标,对香菇(Lentinula edodes)自交选育新菌株243和申香1504及亲本沪香F2子实体的氨基酸特征和蛋白质营养价值进行分析。结果表明,菌株243和申香1504子实体粗蛋白含量显著低于亲本沪香F2,菌株243子实体的氨基酸总量、必需氨基酸总量与沪香F2相当,3个菌株必需氨基酸/总氨基酸值和必需氨基酸/非必需氨基酸值符合FAO/WHO理想蛋白模式;蛋白中AAS评分、IOM评分、CS评分、SRC值、EAAI值均以243菌株最高。3个菌株的蛋白质校正氨基酸计分(protein digestibility corrected amino acids score,PDCAAS)值在0.54~0.61之间,子代243菌株最高,其次为亲本沪香F2。

基于通气量调控的灵芝菌丝体胞内多糖发酵工艺优化

采用5L搅拌式发酵罐进行灵芝(Ganoderma lucidum)液态深层发酵实验,考察通气量对灵芝菌丝体生长和胞内多糖合成的影响。结果表明:在保持其它因素不变的条件下,通气量9 L/min时菌丝体干重最高,达到15.42 g/L;通气量6 L/min时胞内多糖得率最高,为2.10 g/L。根据发酵过程中菌丝体生长的比生长速率、胞内多糖比合成速率,提出四阶段通气量控制策略:0～31.2 h通气量为6 L/min;31.2～43 h通气量为9 L/min;43～55 h通气量为6 L/min;55～96 h通气量为5 L/min。利用上述策略发酵得到的菌丝体干重为17.35 g/L,比9 L/min条件下提高了12.59%,胞内多糖得率为2.83 g/L,比6 L/min条件下提高了35.75%。研究结果可为规模化液态深层发酵生产灵芝胞内多糖提供参考。

灵芝β-葡聚糖硫酸化衍生物抑制脂多糖诱导巨噬细胞RAW264.7产生NO的活性

采用氯磺酸法对灵芝(Ganoderma lucidum)β-葡聚糖进行硫酸化修饰,在不同反应温度下(40、50、60、70、80、90℃)得到灵芝β-葡聚糖硫酸化衍生物(SGLP1~SGLP6),随着反应温度的上升,硫酸化衍生物取代度逐渐增加,反应温度为60℃时取代度最大为1.72,之后随着反应温度上升,取代度逐渐下降;随着反应温度的增加衍生物的重均分子量逐渐下降。灵芝β-葡聚糖衍生物的溶解度为0.901~1.102g/100mL,与硫酸化前相比溶解度提高约50倍。灵芝β-葡聚糖硫酸化衍生物具有抗炎作用,对LPS诱导RAW264.7巨噬细胞释放NO有一定程度的抑制作用,并呈浓度依赖性,且随着取代度增加,抑制率增高;对LPS刺激RAW264.7细胞的吞噬活性也具有显著的抑制作用,且随着取代度增加对细胞吞噬活性的抑制作用增加;取代度相近时,重均分子量较大的硫酸化衍生物对LPS诱导RAW264.7巨噬细胞释放NO的抑制率较高以及对细胞吞噬活性的抑制作用也较强,说明硫酸化多糖的体外抗炎活性与其硫酸化衍生物的取代度和重均分子量相关。

不同采摘期的双孢蘑菇子实体蛋白质营养评价

采用模糊识别法和氨基酸比值系数法,对不同采摘期双孢蘑菇A15和SB295子实体的蛋白质进行综合营养评价。结果表明:A15与SB295在采摘期Ⅴ和Ⅳ时的单菇最重,分别为24.27 g与17.32 g。各采摘期的A15与SB295子实体蛋白中的必需氨基酸与总氨基酸的质量比分别为38.58%—43.00%与43.20%—47.73%。随着采摘期的延迟,A15与SB295的单菇中必需氨基酸总量先增加再减少,在采摘期Ⅳ时达最大值,分别为244.07 mg与153.76 mg。不同采摘期的A15与SB295子实体蛋白与鸡蛋蛋白较为接近,贴近度均在0.80以上。各采摘期的A15与SB295子实体蛋白中的第一限制氨基酸为缬氨酸。A15与SB295子实体蛋白的氨基酸比值系数分均随采摘期的延迟而不断变小。从生物学产量考虑,A1与SB295应分别在采摘期Ⅴ与Ⅳ进行采收。而在采摘期Ⅰ和Ⅱ时,A15与SB295子实体中的氨基酸营养构成最为均衡。

刺芹侧耳下脚料水溶性细胞壁多糖碱提工艺优化及活性分析

采用碱提法提取刺芹侧耳(Pleurotus eryngii)下脚料水溶性细胞壁多糖,以得率、多糖含量和β-葡聚糖含量为主要指标,对提取过程中的碱液浓度、料液比、提取温度和提取时间等因素进行考察,优化的提取工艺:1 mol/L的NaOH溶液为提取溶剂,料液比1∶20(g∶mL),提取温度30℃,提取时间4 h,在此条件下,所得水溶性细胞壁多糖组分得率6.25%,多糖含量74.56%,β-葡聚糖含量56.37%。高效凝胶尺寸排阻色谱-多角度激光光散射-示差折光检测仪联用法(HPSEC-MALLS-RI)分析结果显示,该组分主要含4个峰,其中峰1和峰2对应的组分相对分子质量分别为1.36×10^7和2.68×10^6,峰3和峰4对应的组分相对分子质量分别为3.15×10^5和9.82×10^3;体外免疫活性检测结果显示,该水溶性细胞壁多糖组分具有刺激巨噬细胞释放NO和促进小鼠脾淋巴细胞增殖的活性。

香菇F2代群体农艺性状的SSR关联分析

以香菇(Lentinula edodes)"沪香F2"为亲本,构建F2代群体,测定85个F2代菌株在PDA平板上的菌丝生长速度、菌包中的菌丝生长速度、原基形成时间、出菇周期、菌盖直径、菌柄直径、菌柄长度、单包产量、单包菇数等农艺性状,利用筛选获得的32对具多态性的SSR引物对F2代群体进行基因型检测,共扩增出93个多态性条带,将观测的9个农艺性状与这93个SSR标记进行相关性分析。结果显示,有26个标记能够与这些性状发生关联,关联事件的总数为30;其中有8个标记表现为极显著关联(P<0.01),2个标记与菌柄长度极显著关联,6个标记与单包菇数极显著关联。本研究首次探索了香菇F2代群体在表型上的分化以及与分子标记之间的关联性,为分子标记辅助育种在香菇中的应用提供参考。

杏鲍菇液体菌种发酵过程相关指标变化规律

[目的]研究杏鲍菇液体菌种发酵过程相关指标变化规律,以进一步有效指导杏鲍菇液体生产。[方法]对杏鲍菇液体菌种发酵罐培养过程中菌丝量、CO2浓度及pH的变化规律进行研究。[结果]菌丝量与CO2浓度变化基本符合微生物增长的"S"型曲线。培养初期菌丝量增长缓慢,第4~8天快速增长,增长量维持在0.5 g/L以上;第9天后菌丝量增长速度趋于缓慢,菌丝量也逐渐趋于平稳,培养后期菌丝量略有下降。培养过程中pH变化较小,从培养初期到对数生长期,pH下降幅度不超过0.50。[结论]液体菌种发酵时间以8~9 d为宜。

采用木屑培养基传代的金针菇菌种稳定性

对金针菇(Flammulina velutipes)菌种在木屑培养基上进行连续6次的继代培养,比较不同继代菌种与原始母种的菌丝生长速度、液体发酵pH以及工厂化栽培子实体的相关农艺性状的变化,利用基因组重测序技术检测继代菌种在DNA分子水平的遗传变异。结果显示:与原始母种相比,各继代菌种的表型性状无显著性差异,6次传代菌种的表型性状均稳定。DNA分子水平的遗传分析表明,第1~5次继代菌种基因组中的遗传变异呈缓慢增长趋势。与原始母种相比,第5次继代菌种的遗传差异达到7.92%,其它继代菌种的遗传差异均低于4%。采用木屑培养基进行金针菇菌种的继代培养可有效保持菌种的稳定性。