全 文 ：第 11卷 第 4期
2 0 0 3年 1 0月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．11 No．4
oct．． 2003
担子菌菌丝体呼吸速率变化规律的研究
杨 婕 钟 阳和
(中国农业大学资源与环境学院 北京 100094)
摘 要 试 验研 究灵芝 、猴 头和金 针 菇 3种担 子菌 茵 丝体 阶段 呼 吸速率 随 茵 丝生长 的 变化 规律 结果 表 明 ，3种 担 子
茵呼 吸速 率 随 茵 丝生长 均 呈单 调上 升趋 势 ，其数 值 因菌种 而 异 ，茵丝 呼 吸速率 在 茵丝 同一生 长期 变化 较 小。3种 担
子 茵茵 丝平 均 生长 速度 随 茵 丝长度 的增加 均 呈单峰 变化趋 势 ，茵 丝呼 吸速 率 最大 值 出现 时 间滞后 于 茵 丝 日生长 速
度 最大 值 出现 时 间。
关键 词 茵 丝体 生长 呼 吸速 率
A studv 0n the breath rate change of basidiomycetes at mycelial stage．YANG Jie，ZHONG Yang-He(Colege of Resourc—
es and Environmenta1 Sciences，China Agricultural University，Beijing 1 00094)，CJEA ，2003，1 1(4)：43～46
Abstract The changes of breath rares during the mycelial growth of three basidiomycetes(Ganoderma lucidum，Herici_
“ Prina卵“s．F1n优优“Z n vel“tipes)at the mycelial stage were studied．The results show that the mycelial breath rates
of three basidiomycetes a11 increase with mycelial growth，but the value of each species is different．The mycelial breath
rate is stable during the same growth period． Each curve of mycelial mean growth rate of the three basidiomycetes shows
only one peak．The maximum of breath rate comes later than that of the mycelial growth rate·
Key words Mycelium ，Growth，Breath rate
关于食用菌生长发育与环境条件关系的研究已取得不少进展 ，目前关于食用菌各生育阶段要求的
适宜 CO，浓度精确范围尚少见报道 ，其机理尚不明晰。食用菌菌丝体生长过程中菌丝通过呼吸作用降解培
养料 ，为菌丝 的生长发 育 提 供物 质 基 础 ，同时 呼 吸作 用 所 释放 的 CO 又 成 为 菌丝 生 长 环 境 中重要 的 CO：
源 ]。本试验 研 究 了灵 芝 (Ganoderma lucidum )、猴 头 (Hericium erinaceus)、金 针菇 (Flammulina velu—
tipes)菌丝 体阶段呼 吸速率 的动态变化 ，为探 明 CO 浓 度对食 用菌生长发育 影响的作用机理提供 理论依据 。
1 试验材料与方法
供试 菌株灵芝 、猴头 、金针菇均 由中 国农业大学食用 菌研究室提供 ，母种培养基采用 斜面试管 PDA培养
基 ，原 种 培 养 基 配 方 为 麦 粒
10kg，石膏 120g，CaCO330g，含
水量 550～600g／kg，pH 中性。
栽培种培养基 配方 比例 为棉 花
78％，麦 麸 20％ ，白糖 1％ ，石
膏 1％，含水量 550～600g／kg，
pH 中 性 。 试 验 于 2000年 2
月 ～2001年 1月 进 行 ，每 个 菌
种进 行 2次重 复 试验 ，每 次试
验设 3个 重 复 (每 个 装 置 有
3～4个 敞 口栽培瓶 ，即 3～4个
图 l 食用茵茵丝体阶段 闭路法测定试验装置
Fig．1 Diagram of experimental apparatus
*1干燥器，2栽培瓶 ，3三通阀(与 MXQ型气体采样器待测气入口相接)
4无菌过滤器(11同)，5碱石灰，6玻璃转子流量计 ，7气泵 ，8 MXQ
型气体采样器，9红外 CO2分析仪 ，l0三通阀(与 MXQ型
气体采样器待测气出口相接)。
样本 )。鉴于 2次试 验所得趋势 相 同，本 文主要采用 1次试验 数据 。采用 闭路法 测定 呼吸速率 ，装 置见 图 1。
具体观测项 目为干燥器 内 C02浓度测定 ，每天在一 定时段停止气泵抽气 ，从停 止抽 气始利用 QGD一07型红外
CO 分析仪 ，测定封闭气路中 C02浓度累积值 ，每隔 10min测定 1次，重复测定 8～9个值 ；温度测定，采用
OTLM 数 据采 集器 测定干 燥器 内气 N N5．7cm处培 养料 温度 ，测 定 时间从 接种 始至栽 培瓶 取 出为止 ，每隔
收稿 日期 ：2002—1l-30 改 回 日期 ：2002．12．29
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44 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
lh采集 1次 ；各栽培瓶每天菌料总重量测定，于菌丝接种放入装置前和菌丝满瓶取出时用电子天平对所有
样本称重(并去瓶重)，根据菌丝体生长天数折算各样本 Et平均菌料总重量 ；菌丝生长速度测定 ，采用直线测
定法 即每天 定时标记 所有样本 的菌丝生长前缘 位置 ，以 2次 标记 间的长 度为菌丝生长 速度 ，并记 录菌丝 生长
各时期 出现 的 Et期 ，包 括 萌 发 期 (接种 日～萌 发 日)、扩 展 期 (萌 发 日 ～封面 日)、深 入 期 I(菌 丝 长 度 O～
3cm)、深入期 Ⅱ(菌丝长度 3～6cm)、深入期 Ⅲ(菌丝长度 6～7．5cm满瓶)。本试验各担子菌菌丝体阶段(其
中因 猴 头 生 长 环 境 条 件 存 在 差 异 ，人 为 将 其 划 分 为 猴 头 A，猴 头 B)生 长 环 境 中 灵 芝 Co2浓 度 为
0．35～12g／kg，温 度 23～ 29℃ ；猴 头 A CO2浓 度 0．5～ 15．5g／kg，温 度 18～ 23℃ ；猴 头 B Co2浓 度
0．3～3．5g／kg，温度21～25℃ ；金针菇 co，浓度 0．5～5g／kg，温度 18～24℃ 。
静
蓄
皆
早
T
E
＼
瓣
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督
誊
IO0 l 50 0 50 lO0 l 50
时间／h 时间／h
图 2 灵 芝菌 丝 呼 吸速率 与 时 间关 系
2 Relationship betwen myrceliaJ breath rate of G lucidum and time
o 50 IO0 I 50 200
时 间／h
图 4 猴头 B菌 丝 呼 吸速 率与 时 间关 系
Fig．4 Relatiomhip betwma mycelial breath rate of H．rinaceusB and time
图 3 猴头 A菌 丝呼 吸速 率 与 时间关 系
陬 3 Rdatiomhip betweilmycdial breath rate ofH r／naceus A．andtime
{
E
瓣
嘲
督
皆
0 50 lOO l 50 200
时 间／h
图 5 金针 菇菌 丝呼 吸速 率 与 时间 关 系
Fig 5 Relationship betwen mycelial breath rate of F aIld lme
2 结 果 与 分 析
担子菌 菌丝 呼吸速 率随
菌丝 生 长 的 变化 规 律 。3种
担子 菌菌丝 呼吸速 率 随时 间
的变化 呈相 同 趋 势 ，均 表 现
为单调上升，在接种后 、萌发
前菌 丝 呼 吸速 率 最 小 ，随 菌
丝萌 发 生 长 而 逐 渐 增 加 ，呼
吸速 率最大值 出现 在满瓶 前
后 ，这 种 趋 势 不 受 担 子 菌 种
类 的 影 响 (见图 2～图 5)。
由表 1可知 各供试 菌 种在整
个菌 丝体 阶段 菌 丝平 均呼吸
速率 大 小不 同 ，其 顺 序 为 灵
芝 >猴头 A>金 针菇 >猴 头
B。呼 吸 速 率 在 不 同菌 丝 生
长时期 增 速 不 同 ，灵 芝 菌 丝
呼 吸 速 率 在 扩 展 期 增 加 最
快 ，猴头 A、金针菇呼吸速率
在菌 丝 深 入 期 I增 加 最 快 ，
而猴头 B则 在菌丝深入期 Ⅲ
增加最 快 ，不 同菌种菌丝 呼吸速率 的差 异可能是 由菌种 本身 的遗 传特性 所决 定 ，而猴头 A、B作 为 同一 菌种
其 主要差 异则 因生长 环境 中co2浓 度范 围不 同所 致 ，猴 头A更接 近于 郭家选 等 研 究 的猴 头菌丝 生 长适 宜
CO2浓 度 (4．1～20．5g／kg)，导
致猴头 A 比猴头 B菌 丝平 均呼
吸速率高 3倍 ，且 菌丝生长期缩
短 2d，这 表 明生 长 环 境 中 CO2
浓度对 菌丝 呼 吸 速率 有 重 要 影
响 ，相对 高且接近适 宜 Co，浓度
范 围的 有利 于菌 丝 生 长 。同一
生长 时期 3种 担 子 菌 4种生 长
环境 下 菌丝 呼 吸所 释 放 的 CO，
量基本按线性 累积(见 图 6～9)，
砧
疑
0
U
0 20 40 60 80
时间 ／min
图 6 灵芝 C()2浓 度 累积 变化
Fig 6 Changes of c。2 concentration acumulates of G luct~turn
吕D
袋
U
0 20 40 60 80
时 间／min
图 7 猴 头 A COz浓 度累 积变 化
瞰 7 Changes of c。2 concentration acumulates of H．rlnEl(~m
即 c／a =常数，反映出同一生长时期 内菌丝呼吸速率变化较小 ，笔者对平菇 、香菇 、木耳试验得到同样结
果 ，因此可认为食用菌菌丝体阶段同一生长时期菌丝呼吸速率基本稳定是普遍规律。不 同菌种菌丝生长时
期 的 c／a 几乎 均呈单调上 升趋 势 ，即反映 出菌丝呼吸速率随菌丝 生长而逐渐增 加的趋势
，图 6～9中各拟合
曲线均通过 a=0．05信度 的显著性检验 (检验表 略)。
i 一 ⋯ ～
4 2 0 8 6 4 2 0
6 4 2 0 8 6 4 2 0
l l l l 0 0 0 0 0
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菌 株 生 长期 历 时天数 ／d
Species Periods Days 均 值
M ean
最 大 值
M ax．
呼吸速率／mg·g ·h Breath rate
最小值
M in．
全菌丝阶段均值
M ean in the
增 幅／％
Increase
4 0
3．0
2 0
O
O O
O
9 0
8 0
7 0
6 0
5 0
4 0
3 O
2 0
l 0
O O
20 40 60 80 0
时问／rain
图 8 猴 头 B c()2浓 度 累积 变 化
8 Ch 。{c(]2 吼Ⅱ amma~tes。{H．r／~ceus B
20 40 60
时 间／rain
图 9 金 针 菇 C02浓 度 累积 变化
9 Ch~es。{∞2tonen~ation a~umdatmd F
表 2 3种担子菌菌丝生长深入期平均生长速度差异
O O
80 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0
Tab．2 Difference in mycelial growth rate of three basidiomycetes
苗丝长度／cm
图10 3种担子菌苗丝生长速度与菌丝长度关系
Fig．10 Relationship between myelM growth
rate of three basidiomyetes and length
菌 株 生长期 生长速度／cm·d Growth rate 菌 株 生长期 生长速度／cm·d Growth rate
Species Periods 平 均 最 大 最 小 最大值出现时间 Species Periods 平 均 最 大 最 小 最大值出现时间
M ean M ax M in The period of max． M ean Max M in． The period of max
灵 芝 深入期 1 0 55 0 65 0 45 深入期 Ⅲ初 猴头 B 深入期 1 0．49 0 60 0．40 深入期 Ⅱ末
深入期 I1 0 62 0 65 0 60 深入期 I1 0．60 0 72 0 50
深入期Il 0．36 0 75 0．O0 深入期Ⅲ 0．26 0 40 0．O0
猴头 A 深入期 1 0 54 0 65 0 45 深入期 Ⅱ末 金针菇 深入期 1 0 45 0 60 0 30 深入期 Ⅱ末
深入期 I1 0 59 0 74 0 50 深入期 I1 0 53 0 70 0．40
深入期Ⅲ 0．32 0 65 0．00 深入期 Ⅲ 0 27 0．40 0 O0
担 子 菌 菌
丝 深 入 期 呼 吸
速率 与平 均生
长速 度的关 系。
3种 担 子 菌 菌
丝 平 均 生 长 速
度 随 菌 丝 深 入
长 度 均 呈 近 似
单 峰 变 化 趋 势
(见 图 l 0)，菌
8 7 6 5 4 3 2 1
O 0 O O O O O O
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中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
丝深入前期平均生长速度相对较小 ，当菌丝深入到一定长度(5～6cm)时平均生长速度达最大值，此后又迅
速减小 ，满瓶前后(7．5cm)达最小值。菌丝呼吸速率最大值出现时间滞后于菌丝平均生长速度最大值出现
时间，二者随菌丝深入长度的变化不同步，即菌丝呼吸速率最大时并非是菌丝生长最快时期，这可能是因菌
丝呼吸速率最大时菌丝 自身无效消耗也最大，反而不利于菌丝生长 ，而当菌丝呼吸速率较大时菌丝生命活力
旺盛，消耗虽旺盛，但积累大于消耗，故菌丝生长速度最大；也可能是因菌丝生长到一定程度时其生长速度虽
减慢 ，但菌丝由营养生长向生殖生长转变，菌丝体内为扭结和进一步分化作准备 ，生理活动仍不断加强的缘
故所致。各担子菌菌丝平均生长速度峰值大小及出现时间差异见表 2。
3 小 结与 讨 论
呼吸是担子菌生长发育过程中能量和物质代谢的基础 ，呼吸速率可作为担子菌生长发育的生理活性指
标之一。3种担子菌菌丝呼吸速率与菌丝生长时期密切相关 ，表现为随菌丝生长呼吸速率呈单调上升趋势 ，
菌丝不同生长时期其呼吸速率增速不同，而相同生长时期呼吸速率稳定。呼吸速率与生长环境中 co，浓度
密切相关，相对高且接近适宜 co 浓度范围的可增加菌丝呼吸速率，并有利于菌丝生长，这与郭家选等研究
结果相一致 。但有关呼吸速率与环境中 CO 浓度的关系以及 CO 浓度影响菌丝呼吸速率是否为影响菌丝
生长的作用机理尚需进一步深入研究。
参 考 文 献
1 陈士瑜 ．食用菌生产大全．北京：中国农业出版社 ，1988
2 大森清．食用菌的设施栽培与环境调节 ．国外食用菌，1988(3)：1-2
3 郭家选 ，钟阳和等 ．C02浓度对食用菌生长发育影响的研究进展．生态农业研究 ，2000，8(1)：49～52
4 郭家选，钟阳和．C02浓度对四种食用菌菌丝生长的影响．食用菌学报，2001，8(1)：24-29
5 铃木彰．食用菌栽培的营养条件与环境调控 ．国外食用菌，1993(4)：41-42
欢 迎 订 阅 2004年 《林 业 科 学 》
《林业科学》是 由中国林学会主办的林业综合性学术期刊，主要刊登林业及 相关领域 的最新科研成果 ，包括森林培育、森
林生态、林木遗传育种 、森林保护 、森林经理 、森林与生态环境 、生物多样性保护、野生动植物保护与利用 、园林植物与观赏园
艺、经济林 、水土保持与荒漠化治理、林业可持续发展、森林 工程、木材科学与科技 、林产化学加工工程 、林业经济及林业宏 观
决策研究等方面 ，适于国内外从事林业各领域研究 的科技人员、林业管理干部 以及有关 高等 院校师生阅读。本刊为双月刊，
逢单月 25日出版，大 16开，每期 192页 ，每期定价 30．00元 ，全年 180．O0元。
国外邮发代号 ~BM44，国内邮发代号 ：82—6，全国各地邮局均可订阅 ，漏 订者可直接汇款至编辑部补订
，地 址 ：(100091)北
京市万寿山后中国林学会《林 业科学》编辑部。
1
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