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培养皿培养对牛樟芝生长特性及其总三萜含量的影响



全 文 :DOI:10.13629/j.cnki.53-1054.2015.04.007
培养皿培养对牛樟芝生长特性及其总三萜含量的影响 *
冯路瑶 1,程显好 1**,李 寅 2,刘凤红 1,李维焕 1,刘 静 1
(1.鲁东大学 菌物科学与技术研究院 山东省食用菌技术重点实验室,山东 烟台 264025;
2.烟台市中医院 肿瘤科,山东 烟台 264000)
摘要:为探讨牛樟芝(Antrodia camphorata) 在固体培养基上的生长特性,采用固体琼脂培养基培养牛樟芝,观
测不同培养基、不同碳源和不同氮源对牛樟芝生长、菌丝形态、菌丝中总三萜含量的影响。牛樟芝在 6种不同
培养基上的生长速度差别较大,菌丝形态也有差异。胡萝卜培养基、GPY培养基、PDA培养基和 PDA加富培养
基是比较适合于牛樟芝的固体培养基。在胡萝卜培养基、GPY培养基上培养的菌丝中总三萜含量较高。牛樟芝
对所试不同碳源均可利用,在果糖、葡萄糖、麦芽糖、甘露糖、木糖、木糖醇为碳源的培养基上生长较好,但
在葡萄糖、麦芽糖、甘露糖为碳源的培养基上菌丝中三萜类成分含量更高。除了在以尿素为氮源的培养基上不
生长之外,在其他所试氮源培养基上菌丝生长速度和菌丝形态有较大差别,在硫酸铵和鱼蛋白胨为氮源的培养
上菌丝三萜类成分含量更高。
关键词:牛樟芝;固体培养;总三萜;碳源;氮源
中图分类号:S646.9 文献标志码:A 文章编号:1003-8310(2015) 04-0031-05
Cultural Characteristics and Content of Total Triterpenes of Antrodia camphorata on
Solid Media
FENG Lu-yao1, CHENG Xian-hao1, LI Yan2, LIU Feng-hong1, LI Wei-huan1, LIU Jing1
(1.Institute of Mycological Science and Techology, Shandong Key Lab of Edible Mushroom Technology, Ludong University,
Yantai 264025, China; 2.Yantai City Hospital Oncology Department, Yantai 264000, China)
Abstract:To explore the cultural characteristics of Antrodia camphorata on solid media, A. camphorata was cultured on solid
agar medium. Effects of different media, carbon sources, and nitrogen sources on growth and morphology of A. camphorata were
observed, and the effects to the content of total triterpenes of A.camphorate were explored. The growth velocity and morphology
of A. camphorata were different in various media. Carrot media, GPY media, PDA media and PDA enrichment media were suit-
able for solid culture. The content of total triterpenes of A. camphorata on carrot media and GPY media were higher than in
other media. Different carbon sources could be utilized by A. camphorate. A. camphorata grew better when fructose, maltose,
mannose, xylose, xylitol as carbon sources in submerged culture conditions. The content of total triterpenes of A. camphorata was
higher when glucose, maltose, mannose as carbon sources. Better adaptability to nitrogen source except for urea were observed
in A. camphorate. A. camphorata has not grown when urea as nitrogen source. The growth velocity and morphology of A. cam-
phorata were different in various nitrogen sources. The content of total triterpenes of A. camphorata was higher taking ammonium
sulphate and fish peptone as nitrogen sources.
Key words: Antrodia camphorata; solid-state culture; total triterpenes; carbon source; nitrogen source
*基金项目:山东省现代农业产业技术体系食用菌产业创新团队资助项目(SDAIT-11-011-11)。
作者简介:冯路瑶(1989-),女,在读硕士研究生,研究方向为菌物生态学。E-mail: fengluyaojy@sohu.com
**通信作者:程显好(1966-),男,博士,教授,主要从事菌物生态学和食(药) 用真菌产品研发工作。E-mail: chengxianhao@sohu.com
收稿日期:2015 - 05 - 19
中国食用菌 2015,34(4):31~35
EDIBLE FUNGI OF CHINA CN53-1054/Q ISSN 1003-8310
牛樟芝(Antrodia camphorata) 又名牛樟菇、樟
窟内菇、红樟芝,隶属担子菌亚门(Basidiomycoti-
na) 层菌纲 (Hymenomycetes) 多孔菌目 (Polypo-
rales) 多孔菌科(Polyporaceae) 薄孔菌属(Antrodi-
a)。是一种原产于台湾的珍稀药用菌[1]。牛樟芝含有
丰富的活性物质,主要的活性成分是三萜类化合物;
具有多种生物活性,如保肝、调节免疫、抑制血管
新生、抗肿瘤、抗炎症、抗氧化、降血压等[2]。
樟芝是台湾特有的菌种,牛樟树是其惟一的寄
主。由于樟芝可造成牛樟树中心空洞腐朽,加上人
们对牛樟树的乱砍乱伐,致使牛樟树资源相当稀少。
近百年来,牛樟树难得一见,而能够长出牛樟芝的
牛樟树则更少。因此樟芝十分珍贵,在台湾民间视
若珍宝,被称为台湾森林中的红宝石[3]。
目前,牛樟芝的培养方式主要有液体培养和固
体培养两大类。液体培养可以在较短时间内获得大
量的菌丝体和发酵液,能极大地提高产量,弥补樟
芝生长缓慢这个缺点,但是其活性产物的含量较低。
而固体培养主要有椴木培养、菌包培养、培养皿培
养等方法[4]。用牛樟树椴木培养可以得到质量较高的
牛樟芝子实体,但因为其生长极其缓慢、生产周期
较长,而且牛樟树为台湾一级保护树种,资源有限,
这些都极大地限制了樟芝的产量[5]。
虽然目前已有牛樟芝固体培养的研究报道,但
对于不同的常用真菌固体培养基上牛樟芝菌丝所含
三萜类活性物质的含量尚未见报道。本实验主要通
过皿培方式,研究了牛樟芝菌丝在不同的固体培养
基上的生长特性,以及不同营养条件下牛樟芝菌丝
的总三萜含量。
1 材料与方法
1.1 材料
牛樟芝菌种,由山东省食用菌技术重点实验室
保存于 PDA培养基上。
1.2 试剂
淀粉、乳糖、麦芽糖、葡萄糖、蔗糖、果糖、
甘露糖、木糖、甘油、山梨醇、甘露醇、木糖醇、
鱼蛋白胨、牛肉蛋白胨、酵母粉、酵母膏、硫酸镁、
硫酸铵、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸钠、VB1、齐墩
果酸、高氯酸、冰醋酸、甲醇、香草醛等。其中试
剂类为国产分析纯或化学纯。
1.3 培养基
麦芽汁培养基: 每 1升麦芽汁(手持糖量计测
折光 5.0) 加入琼脂 15 g,pH自然。
PDA 加富培养基:马铃薯 200 g·L-1(煮汁)、
KH2PO4 1 g·L-1、葡萄糖 20 g·L-1、MgSO4 0.5 g·L-1、
酵母粉 5 g·L-1、VB1 0.1 g·L-1、琼脂 15 g·L-1,pH自然。
PDA 培养基:马铃薯 200 g·L-1(煮汁)、葡萄
糖 20 g·L-1、琼脂 15 g·L-1,pH自然。
胡萝卜培养基:胡萝卜 200 g·L-1(煮汁)、葡萄
糖 20 g·L-1、琼脂 15 g·L-1,pH自然。
GPC培养基:葡萄糖 20 g·L-1、蛋白胨 6 g·L-1、
玉米浆 10 g·L-1、琼脂 15 g·L-1,pH自然。
GPY 培养基:葡萄糖 20 g·L-1、蛋白胨 6 g·L-1、
酵母膏 10 g·L-1、琼脂 15 g·L-1,pH自然。
1.4 培养方法
采用 PDA加富培养基对保存的菌种进行活化,
置于 28℃恒温培养箱中培养 15 d,备用。用直径 8
mm的打孔器在长好的平板上均匀打孔,将每一小块
牛樟芝菌种接种至不同培养基中央,于 28℃暗培养,
定期观察生长情况和菌落特征,测定菌落的扩散直
径。
1.5 牛樟芝利用碳源实验
在 GPY培养基的基础上,分别用 2%的以下碳
源代替 2%的葡萄糖[6]:淀粉、麦芽糖、蔗糖、果糖、
甘露糖、木糖、乳糖、甘油、山梨醇、甘露醇、木
糖醇等,制成固体培养基平板。接种后 28℃恒温暗
培养,定期观察生长情况和菌落特征,测定菌落扩
散直径。
1.6 牛樟芝利用氮源实验
在 GPY培养基基础上,分别用 0.6%的以下氮源
代替 0.6%的蛋白胨:动物性氮源(鱼蛋白胨、牛肉
蛋白胨),无机氮源采用 0.2%的硝酸钠、硫酸铵。
尿素试验采用 0.2%的加量 [6]。接种后于 28℃恒温暗
培养,定期观察生长情况和菌落特征,测定菌落扩
散直径。
1.7 不同碳源、氮源对牛樟芝菌丝干重的影响
在不同碳源、不同氮源培养基上接种牛樟芝菌
种后,28℃暗培养 50 d,菌丝体在培养基表面形成
一层可剥离的密实菌丝层,测定菌丝的湿重,然后
于 60℃干燥至恒重,测定菌丝的干重。
1.8 牛樟芝菌丝体中总三萜含量的测定
在不同培养基和不同碳源、不同氮源培养基上
接种牛樟芝菌种后,28℃暗培养 2 个月,菌丝体在
培养基表面形成一层可剥离的菌丝层,用不锈钢镊
子仔细从培养基上将菌丝剥离下来,60℃干燥至恒
重,测定总三萜的含量。
样品溶液:取菌丝粉样品 0.5 g于 50 mL容量瓶
中国食用菌 EDIBLE FUNGI OF CHINA Vol. 34 No.432
冯路瑶等:培养皿培养对牛樟芝生长特性及其总三萜含量的影响
注:1:麦芽汁培养基;2:PDA加富培养基;3:PDA培养基;
4:胡萝卜培养基;5:GPC培养基;6:GPY培养基。
Note: 1:MEA media; 2:PDA enrichment media; 3:PDA media;
4:Carrot media; 5:GPC media; 6:GPY media.
图 1 在不同培养基上牛樟芝菌丝生长情况
Fig.1 Growth condition of Antrodia camphorata cultured on
different media
表 1 在不同培养基中的牛樟芝菌丝生长情况
Tab.1 Growth condition of Antrodia camphorata cultured on different media
中,用 95%乙醇定容至刻度,超声波(40 kHz) 提
取 2 h[7],提取过程中经常摇动,3 200 r·min-1离心 10
min,取上清液备用。
标准溶液:精确称取齐墩果酸 10 mg,置于 50
mL容量瓶,加甲醇定容至刻度,配置成浓度为 0.2
mg·mL-1的标准溶液[8]。
标准曲线的制作:准确取浓度为 0.2 mg·mL-1的
齐墩果酸标准溶液 0.10 mL、 0.20 mL、 0.30 mL、
0.40 mL、0.50 mL、0.60 mL,分别放于具塞磨口试
管中,然后用沸水浴加热挥发去溶剂。在每个试管
中加入 0.10 mL的 5%香草醛-冰醋酸溶液和 0.8 mL
高氯酸,加塞。于 60℃水浴恒温加热 20 min,取出
后立即用冰水冷却,分别加冰醋酸 5 mL,摇匀,在
550 nm处分别测定吸光度。以吸光度为纵坐标,齐
墩果酸质量为横坐标作图,得到标准曲线[8]。
样品溶液的测定:取样品溶液各 0.3 mL,置于
5个磨口试管中,沸水蒸干溶剂,按照制作标准曲线
的方法测定吸光度值,计算牛樟芝菌丝中的总三萜
含量。
2 结果与分析
2.1 牛樟芝菌丝在不同培养基上的生长情况
6 种培养基中,胡萝卜培养基、GPY 培养基、
PDA培养基和 PDA加富培养基比较适合于牛樟芝的
固体培养。牛樟芝菌丝的生长情况见图 1和表 1。
从图 1、表 1可以看出,除麦芽汁培养基外,牛
樟芝菌丝在 PDA培养基、PDA加富培养基、胡萝卜
培养基 菌丝生长情况
菌丝扩散直径/cm
培养 15d 培养 30d
GPY培养基 接种块菌丝为白色,周围菌丝生长较快,较致密,颜色由白色逐渐成粉色、橘红色 5.32 6.93
GPC培养基 接种块菌丝为白色,周围菌丝生长较快,较稀疏,颜色由内向外依次为白色、黄色、橘黄色 5.57 7.12
麦芽汁培养基 接种块菌丝为白色,周围菌丝生长较慢,稀疏,颜色为浑浊的白色,有些透明 3.52 6.66
胡萝卜培养基 接种块菌丝为粉色,周围菌丝生长快,致密,颜色为均匀的粉色 5.04 7.12
PDA培养基 接种块菌丝为橘红色,周围菌丝生长较快,菌丝较致密,颜色由内向外依次为粉色、橘红色 3.40 5.99
PDA加富培养基 接种块菌丝为橘红色,周围菌丝生长快,较致密,颜色由内向外依次为粉色、橘红色 2.37 5.61
培养基、GPY培养基、GPC培养基上的菌丝形态没
有太大的差别,菌丝的生长速度也相对差不多,仅
在不同培养时期菌丝的颜色变化上有所区别。牛樟
芝菌丝在生长初期,接种块上的颜色有所不同:在
GPY培养基、GPC培养基和麦芽汁培养基上接种块
菌丝为白色,在胡萝卜培养基、PDA培养基和 PDA
加富培养基上接种块菌丝为粉色或橘红色。
2.2 碳源对牛樟芝菌丝生长的影响
不同碳源对牛樟芝菌丝生长情况影响见表 2。
从表 2看出,牛樟芝菌丝对碳源的适应性很强,
在不同碳源条件下都可以生长,不同碳源条件下其
生长速度为:木糖醇>木糖>甘露糖>葡萄糖>麦芽糖>
果糖>山梨醇>甘露醇>甘油>乳糖>蔗糖>淀粉。
在所试碳源中,以果糖、葡萄糖、麦芽糖、甘
露糖、木糖、木糖醇作为碳源时,生长的菌丝较发
达,菌丝相对较致密。在以葡萄糖、木糖、木糖醇、
甘露糖为碳源时,牛樟芝菌丝老化较快,颜色变化
也比较明显。以淀粉和蔗糖为碳源时,菌丝形态最
为特殊,菌丝生长速度慢,而且菌丝呈白色,且比
较稀疏。以淀粉为碳源时接种块为黑色。
2.3 氮源对牛樟芝菌丝生长的影响
不同氮源条件下牛樟芝菌丝生长情况见表 3。
第 34卷 第 4期 33
氮源 菌丝生长情况
菌丝扩散直径/cm
培养 20d 培养 40d
牛肉蛋白胨 生长速度较慢,菌丝致密,颜色由橘红色逐渐生长至橙黄色 3.88 4.74
鱼蛋白胨 生长速度较快,菌丝较致密,颜色由黄色逐渐生长至橙黄色 5.66 5.96
硫酸铵 生长速度快,菌丝较致密,老化较快,颜色由橘红色逐渐生长至橙黄色 5.23 6.14
硝酸钠 生长速度较快,菌丝较致密,老化较快,颜色由粉色逐渐生长至橙黄色 4.64 6.06
尿素 未见肉眼可辨生长 0 0
表 2 在不同碳源条件下牛樟芝菌丝生长情况
Tab.2 Growth condition of Antrodia camphorata cultured on different carbon sources
碳源 菌丝生长情况
菌丝扩散直径/cm
培养 20d 培养 40d
葡萄糖 生长速度较快,菌丝较致密,老化较快,颜色由粉色逐渐生长至橘红色、橙黄色 4.28 5.66
麦芽糖 生长速度较快,菌丝较致密,颜色由粉色逐渐生长至橘红色、橙黄色 4.14 5.94
山梨醇 生长速度较慢,菌丝较致密,颜色由橘红色逐渐生长至橙黄色 3.47 4.53
甘露糖 生长速度较快,菌丝较致密,老化较快,颜色由粉色逐渐生长成橙黄色 4.89 6.21
木糖醇 生长速度较快,菌丝较致密,老化较快,颜色由粉色逐渐生长至黄色、淡黄色 5.31 6.26
木糖 生长速度快,菌丝较致密,老化较快,颜色由淡黄色逐渐生长至橙黄色 5.19 6.63
淀粉 生长速度慢,菌丝稀疏,颜色为白色 2.11 2.40
果糖 生长速度较快,菌丝较致密,颜色由橘红色生长至淡黄色 4.09 5.98
乳糖 生长速度较慢,菌丝较致密,颜色由橘红色生长至黄色 2.76 4.65
甘露醇 生长速度较快,菌丝较致密,颜色由粉色生长至橘红色、黄色 3.38 5.02
甘油 生长速度较慢,菌丝较致密,颜色由橘红色生长至黄色 3.11 4.72
蔗糖 生长速度慢,菌丝稀疏,颜色为浑浊的白色 2.70 3.14
表 3 不同氮源条件下牛樟芝菌丝生长情况
Tab.3 Growth condition of Antrodia camphorata cultured on different nitrogen sources
由表 3可见,在不同有机氮源培养基上牛樟芝
菌丝生长速度有较明显差异,但在以牛肉蛋白胨为
氮源的培养基上,菌丝形态有较明显差异,菌丝浓
密、较厚。在无机氮源条件下生长时,与硝酸钠、
硫酸铵和尿素为氮源相比较,硝酸钠和硫酸铵都比
较适合牛樟芝菌丝生长,但菌丝老化较快;以尿素
为氮源未见到肉眼可辨的生长。
2.4 不同碳源、氮源对牛樟芝菌丝干重的影响
不同碳源对菌丝干重的影响见表 4和表 5。
由表 4、表 5 可见,不同碳源、氮源对牛樟芝
菌丝干重无明显影响。牛樟芝菌丝在以葡萄糖、蔗
糖、甘露醇、乳糖为碳源的培养基生长时,含水量
较高。在以牛肉蛋白胨、鱼蛋白胨为氮源的培养基
生长时,含水量也较高。由此得出,牛樟芝菌丝对
甘油、木糖醇、甘露糖、山梨醇、硫酸铵、硝酸钠
利用较好。
2.5 牛樟芝菌丝体中总三萜含量
牛樟芝菌丝体中的三萜类成分有特征性紫外吸
收峰,用紫外分光光度法测定不同培养基、不同碳
源、氮源条件下牛樟芝菌丝中的总三萜含量,结果
表 4 不同碳源对牛樟芝菌丝干重的影响
Tab.4 Effect of different carbon sources on mycelia dry weight of
Antrodia camphorata
碳源 菌丝鲜重/g 菌丝干重/g 含水量/%
葡萄糖 1.1716 0.0629 94.63
麦芽糖 1.2180 0.0862 92.92
蔗糖 0.1457 0.0098 93.27
甘油 1.2152 0.0979 91.94
甘露醇 1.1887 0.0821 93.09
乳糖 1.0683 0.0662 93.80
果糖 1.2608 0.0958 92.40
淀粉 0.0996 0.0072 92.77
木糖 1.1790 0.0866 92.65
木糖醇 0.8261 0.0695 91.59
甘露糖 1.1287 0.0908 91.96
山梨醇 1.3563 0.1122 91.73
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表 5 不同氮源对牛樟芝菌丝干重的影响
Tab.5 Effect of different nitrogen sources on mycelia dry weight
of Antrodia camphorata
见表 6~表 8。
在不同培养基上,牛樟芝菌丝中总三萜含量有
明显差异:在 GPY 培养基中总三萜含量最高;在
GPC培养基和麦芽汁培养基中总三萜含量最低;在
其他培养基中总三萜含量无明显差异;在麦芽汁培
养基中,基本不含三萜类成分(表 6)。
在不同碳源条件下,牛樟芝菌丝在以葡萄糖、
麦芽糖、甘露糖为碳源的培养基中,总三萜含量较
高,其他均无明显差异(表 7)。
在不同氮源条件下,以鱼蛋白胨和硫酸铵为氮
源的培养基中牛樟芝菌丝总三萜含量较高,以牛肉
蛋白胨和硝酸钠为氮源的培养基中含量较低,以尿
素为氮源的培养基中未见肉眼可见生长(表 8)。
3 讨论
牛樟芝生长速度较慢,在不同的固体培养基上
均能生长,菌丝形态有较大差异。三萜类物质作为
牛樟芝的主要活性物质,在不同培养基中生长测得
的含量有明显不同,可能与不同营养成分对三萜类
物质合成所发挥的作用有关。
牛樟芝对碳源、氮源的利用较广泛[1],对不同碳
源和不同氮源均能利用,但生长速度差别大,表明
牛樟芝对不同的碳源、氮源的利用有较明显的差异。
菌丝形态在个别碳源、氮源条件下有较明显的不同。
在以尿素为氮源的培养基上未见肉眼可辨生长,原
因可能是樟芝菌缺乏尿素酶,不能有效利用尿素氮。
使用无机氮为氮源时, 菌丝必须利用无机氮合成自身
所需要的氨基酸,而某些氨基酸几乎不能生物合成,
从而影响樟芝菌丝的生长[2]。在不同碳源、氮源条件
下,牛樟芝菌丝中总三萜含量的差异也较明显。
参考文献:
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氮源 菌丝鲜重/g 菌丝干重/g 含水量/%
牛肉蛋白胨 1.8607 0.1133 93.91
鱼蛋白胨 1.6092 0.1021 93.66
硫酸铵 0.8834 0.0656 92.57
硝酸钠 1.3050 0.0951 92.71
尿素 - - -
表 6 不同培养基中牛樟芝菌丝体中总三萜含量
Tab.6 Content of total triterpenes of Antrodia camphorata on
different media
培养基 培养基 质量分数/%
GPY培养基 胡萝卜培养基 5.14
GPC培养基 PDA培养基 3.40
PDA加富培养基 麦芽汁培养基 未检出
质量分数/%
7.67
0.48
4.03
表 7 不同碳源条件下牛樟芝菌丝体中总三萜含量
Tab.7 Content of total triterpenes of Antrodia camphorata on
different carbon sources
碳源 碳源 质量分数/%
葡萄糖 果糖 1.65
麦芽糖 淀粉 3.19
蔗糖 木糖 2.63
甘油 木糖醇 2.92
甘露醇 甘露糖 4.28
乳糖 山梨醇 2.68
质量分数/%
4.94
4.49
2.77
2.52
3.89
3.91
表 8 不同氮源条件下牛樟芝菌丝体中总三萜含量
Tab.8 Content of total triterpenes of Antrodia camphorata on
different nitrogen sources
氮源 质量分数/%
牛肉蛋白胨 1.75
鱼蛋白胨 3.55
硫酸铵 3.31
硝酸钠 1.84
尿素 未见肉眼可辨生长
第 34卷 第 4期 冯路瑶等:培养皿培养对牛樟芝生长特性及其总三萜含量的影响 35