香菇富含多種營養(yǎng)(包括維生素、蛋白質、脂肪酸、氨基酸、礦物質元素),同時具有宜人的香氣,食之味道鮮嫩,口感絕佳,食用價值較高。香菇又被稱為冬菇或香蕈,在分類學中屬于擔子菌綱,傘菌目,口蘑科,香菇屬,是一種為人們所喜愛的常見食用菌。中國是香菇消費和生產(chǎn)的大國,并且中國的香菇栽培規(guī)模也位列于世界的前端,然而在香菇的育種研究方面卻有些許落后。所以,當務之急是香菇新品種研發(fā)以及原有品種的改良工作。
目前較為常用的育種手段是原生質體技術,這一技術能夠在一定程度上有效縮短食用菌的育種周期,但是,此項技術還未在全國范圍內進行推廣實施,目前由原生質體技術所派生出的育種技術主要有以下4類,原生質體誘變、原生質體轉化、原生質體融合、原生質體單核化。相對于其他育種方式而言,原生質體育種具有育種周期短、效率高的特點,同時對于食用菌的品質、產(chǎn)量以及抗性都有顯著的提升效果,進而提高香菇的育種水平。這個過程里面原生質體育種的基礎是原生質體的制備和再生。所以,本文重點研究外部環(huán)境條件對于香菇原生質體產(chǎn)量與再生率的影響,以此作為食用菌類的原生質體育種工作的參照。
1 材料與方法
1.1 供試材料
供試食用菌種:香菇(Letinula Edodes)遼撫4號編號0912,由撫順市農(nóng)業(yè)科學研究院提供;母種培養(yǎng)基(克/升):馬鈴薯200.0、蔗糖10.0、葡萄糖10.0、蛋白胨2.0、木屑150.0(煎汁過濾)、硫酸0.5、磷酸二氫鉀1.0、水1000.0、瓊脂粉12.0,培養(yǎng)基的酸堿度調整至5.5;再生培養(yǎng)基:與母種相同,外加穩(wěn)滲劑進行定容。
穩(wěn)滲劑配置:甘露醇、0.4摩爾/升的硫酸鎂、氯化鈉、氯化鉀,pH=5的蔗糖和葡萄糖液體。其他試驗試劑:0.22微米微孔濾膜過濾除菌,該試劑需要現(xiàn)配現(xiàn)用,酶液用對應穩(wěn)滲劑配制酶濃度(W/V,重量體積比)1.0%的蝸牛酶,纖維素酶與混合酶(蝸牛酶∶纖維素酶=1∶1)。Cellulase(MP Biomedical)及Snailase(Wolsen)等為國產(chǎn)分析純。
1.2 試驗方法
原生質體數(shù)量統(tǒng)計:利用血球板進行計數(shù),首先將原生質體稀釋至108,涂至平板上,然后按照公式:原生質體產(chǎn)量(個/毫升)=每格平均原生質體數(shù)×400×稀釋倍數(shù)×104進行計算。原生質體再生率(%)=[(再生平板菌落數(shù)-CK板菌落數(shù))×稀釋倍數(shù)]/(涂布體積×原生質體濃度)×100方案設計:選取7個外部環(huán)境因素,考察這7個外部環(huán)境因素對香菇原生質體的產(chǎn)量以及再生率的具體影響。詳情見表1。

2 結果與分析
2.1 不同種類裂解酶原生
質體產(chǎn)量與再生率的影響如圖1所示,混合酶的酶解效果要比單一酶所產(chǎn)生的酶解效果好一些,混合酶作為酶解介質時,單位時間內原生質體的產(chǎn)量最高能達5.69×108個/毫升,此產(chǎn)量是蝸牛酶作為酶解介質原生質體產(chǎn)量的1.42倍,是纖維素酶作為酶解介質產(chǎn)量的4.15倍;混合酶作為酶解介質時,原生質體再生率是0.91%,蝸牛酶作為酶解介質的原生質體再生率為0.9%,達到了纖維素酶作為酶解介質時原生質體再生率的2.39倍。產(chǎn)生如此大差異的原因是,香菇自身的菌絲細胞壁組成成分比較復雜,因此,需要不同種類的酶共同作用,才能對其產(chǎn)生較好的降解作用。在此組試驗中,蝸牛酶是包含了淀粉酶、蛋白酶等20多種不同種類的酶于一體。因此,其酶解效果與混合酶一樣能夠較好的刺激原生質體的再生,但是纖維素酶成分比較單一,故而對原生質體的酶解效果一般。綜上研究,在后續(xù)的多因素試驗中會優(yōu)先選擇混合酶作為介質。
2.2 酶解時間對原生質體產(chǎn)量與再生率的影響
通過圖2可以看出,酶解時間在3小時之內時,原生質體再生率與時間呈正相關的關系,隨著時間的增加,原生質體的產(chǎn)量也不斷增加。之后,原生質體的再生率則會出現(xiàn)下降。在整個酶解過程中原生質體產(chǎn)量從2小時后明顯上升,2.5小時后逐漸下降?;貧w分后,可知酶解時間為2.82小時,原生質體再生率達到頂點1.7%;酶解時間為3.44小時,原生質體產(chǎn)量達到最高2.27×108個/毫升。
2.3 酶解溫度對原生質體產(chǎn)量與再生率的影響
原生質體的產(chǎn)量及再生率受溫度影響效果明顯,其中30℃是原生質體產(chǎn)量變化的臨界點,在這之前原生質體產(chǎn)量醉著溫度升高而增加,之后則出現(xiàn)明顯的下降。經(jīng)過回歸方程計算可以得出,原生質體再生率在30℃達到最高,為1.08%,原生質體產(chǎn)量在29℃達到最高,為4.06×108個/毫升。分析其他酶解介質可以得出,蝸牛酶的最適酶解溫度范圍是30~37℃,纖維酶的最適酶解溫度為35℃左右,當溫度處于最適酶解溫度時,其對于菌絲體細胞壁的酶解效果最好。因此,菌絲的細胞壁分解效率較高。而對于混合酶來說,雖然在35℃時酶活性較高,但是較高的溫度會擾亂菌絲的內部代謝,影響細胞體內部穩(wěn)定性,最終影響原生質體的產(chǎn)生。因此,當溫度高于30℃,原生質體的再生率和產(chǎn)量均出現(xiàn)了明顯下降。
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