全 文 :EDIBLE FUNGI食用菌 2009(4)
脱皮马勃孢子萌发条件的研究
吴 岚 陈双林 *
(南京师范大学生命科学学院,南京 210046)
摘 要 目的:为了提高脱皮马勃单孢子菌种的分离效果、以
及探讨脱皮马勃孢子萌发对自然生境条件的要求,方法:进行
了不同温度、不同营养物及浓度和光照等条件对其孢子萌发影
响的研究。结果:25℃是脱皮马勃孢子萌发的适宜温度;2%葡萄
糖和 Bonar液可促进孢子萌发,而氯化钠则对孢子萌发有抑制
作用;光照或黑暗对孢子萌发无影响;来源于两个不同年份的
孢子萌发率差异显著。
关键词 脱皮马勃 孢子 萌发
文章编号 1000-8357(2009)04-0018-02
脱皮马勃(Lasiosphaera fenzli)是大型担子菌中马勃科脱
皮马勃属的一种真菌,在我国主要分布于内蒙古、河北、山
西、甘肃、新疆、江苏、安徽、湖北、湖南、贵州等省区[1]。其幼嫩
的子实体可以直接食用,成熟的子实体则为传统药品。作为
中药,一般认为脱皮马勃味辛、平,具有清肺利咽、止血之功
效[2],在药物化学和药理学上对其的研究已有报道,如分析研
究了其子实体化合物成分 [3]-[4];通过动物模型研究了其孢子
粉的抗炎反应等[5]。但是,人工栽培脱皮马勃未见报道,因此
入药的脱皮马勃主要依赖有限的野生资源,如果今后大量开
发应用则必受到资源上的制约。同时,对其菌丝的药物成分
和活性因没有开展广泛及有效的实验室培养而缺乏研究了
解,要解决这些问题,进行液体培养和固体栽培都是必要的,
而了解和掌握孢子萌发的条件是进行菌种分离和人为培养
的前提之一。
1 材料与方法
1.1 供试材料 脱皮马勃 (L. fenzlii)成熟子实体分别于
2006年 10月与 2007年 10月采自安徽省金寨县隶属大别山
的天堂寨国家级自然保护区。
1.2 主要仪器 OLYMPUS CH 光学显微镜;GXZ 型智能光
照培养箱(南京同立实验仪器有限公司);CA-1390-1垂直层
流洁净工作台(上海上净净化设备有限公司)。
1.3 试验方法
1.3.1 孢子悬浮液的配制 先将采集获得的脱皮马勃子实体
组织块用 0.1%升汞消毒,用无菌水冲洗后,再放于无菌水中
充分振荡,用无菌纱布过滤得到纯孢子悬浮液,配制成浓度为
107 /mL的孢子悬液原液。
1.3.2 不同温度对孢子萌发的影响 取孢子悬液原液 100 μL
于 1.5 mL的无菌 eppendorf管中,加无菌水补足至 1 mL,分别
置于 15℃、20℃、22℃、25℃、28℃、30℃不同温度条件下培养箱
中静止处理。每处理 6管,重复 3次。于 4 h、8 h、16 h、24 h、32 h、
40 h后随机取样镜检,观察记录孢子萌发情况。以孢子萌发的
芽管长度达到或超过孢子直径一半作为萌发标准 (下同),计
算和比较萌发率。
孢子萌发率计算公式:孢子萌发率=孢子萌发数/(孢子萌
发数+未萌发孢子数)×100%
1.3.3 不同采集年份孢子萌发情况的比较 分别取采集于
2006 年 10 月与 2007 年 10 月的孢子悬液原液 100 μL 于
1.5 mL的无菌 eppendorf管中,加无菌水补足至 1 mL,置于
25℃培养箱中静止保温。于 4 h、8 h、16 h、24 h、32 h、40 h后随
机取样镜检,观察记录孢子萌发情况,计算和比较萌发率。每
处理 6管,重复 3次。
1.3.4 光照和黑暗条件下孢子萌发情况的比较 取孢子悬液
原液 100 μL于 1.5 mL的无菌 eppendorf管中,加无菌水补足
至 1 mL,分别在光照和黑暗条件下置于 25℃培养箱中静止保
温。于 12 h、24 h后随机取样镜检,观察记录孢子萌发情况,计
算和比较萌发率。每处理 6管,重复 3次。
1.3.5 不同营养物及浓度对孢子萌发的影响 分别配制不同
浓度葡萄糖和氯化钠的孢子悬液(孢子浓度为 106个孢子/mL),
以加无菌水稀释的孢子悬液为对照,各取 1 mL于 eppendorf
管中,置于 25℃培养箱中静止保温。于 40 h后随机取样镜检,
观察记录孢子萌发情况,计算孢子萌发率。每处理 6管,重复
3次。
1.3.6 Bonar 液对脱皮马勃孢子萌发的影向 参照俞大绂
的方法[6]配制 Bonar液[1g KH2PO4,1g Ca(NO3)2,0.04 g MgSO4,
2 g 麦芽糖,加无菌蒸馏水定容至 1 L],然后加入脱皮马勃
孢子悬液原液制成 Bonar 脱皮马勃孢子悬液 (浓度为 106
个孢子/mL),以无菌水孢子悬液为对照,25℃培养箱中静
止保温,分别于 4 h、8 h、16 h、24 h、32 h、40 h 后随机取样
镜检,观察记录孢子萌发情况,计算孢子萌发率。每处理 6
管,重复 3 次。
2 结果与分析
2.1 不同温度及时间对孢子萌发的影响 脱皮马勃孢子在
15 ~30℃均可萌发,32 h时,不同温度处理的脱皮马勃的孢子
萌发率分别为 38.0%、41.33%、60.13%、68.0%、64.0%、56.67%,
当处理温度在 22~30℃时,孢子的萌发率均在 50%以上。随着
处理温度上升,孢子萌发率明显增加,在 25℃时达到最大,
28℃之后开始下降,28℃的孢子萌发率高于 22℃的,30℃的孢
子萌发率则低于 22℃(图 1)。
2.2 不同年份采集孢子萌发情况的比较 不同年份采集的
脱皮马勃在 25℃下保温处理 40h间各观察和调查时间时的
孢子萌发情况差异显著,孢子的萌发率相差虽然不大,但采于
收稿日期:2008-06-26一稿;2008-09-03修改稿。
*通讯作者。
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图 1 不同温度及时间对脱皮马勃孢子萌发的影响
2006年的马勃孢子萌发率均略高于采于 2007年的马勃孢子
萌发率(表 1)。
2.3 光照及黑暗条件下孢子萌发情况的比较 从表 2可以
看出,分别在光照和黑暗条件下进行保温处理对孢子萌发并
无明显影响,孢子萌发率差异并不显著。
2.4 不同营养物及浓度对孢子萌发的影响 不同浓度的葡
萄糖和氯化钠处理的脱皮马勃孢子萌发的结果见表 3。由
表 3可以看出,葡萄糖比同浓度的氯化钠显著地促进了脱皮
马勃孢子的萌发。在葡萄糖质量浓度在 0~2%的范围内,孢子
萌发率随着浓度增大而小幅升高,但差异不显著;而在葡萄糖
质量浓度为 4%时,孢子萌发率却下降至最小,为 73.33%。另
一方面,氯化钠溶液处理在质量浓度从 0~4%的范围内,孢子
萌发率随着浓度增大一直呈降低的趋势。
2.5 Bonar 液对脱皮马勃孢子萌发的影响 俞大绂介绍了[6]
培养马勃科真菌菌种的 Bonar液。图 2表明,Bonar液对孢子
萌发影响显著,在 25℃、16 h内,萌发率即达到 54.0%,并且随
着处理时间的延长脱皮马勃的孢子萌发率也在提高,至 40 h
时达到 82.67%。在 Bonar液混合 2%葡萄糖处理脱皮马勃孢
子,孢子萌发率比 Bonar液单独处理的还要高。
3 讨 论
真菌一般在 25℃左右进行培养时生长良好,试验中脱皮
马勃孢子在 25℃萌发率达到最高的结果表明其孢子萌发温
度与大多数真菌孢子萌发温度相似。同时,不仅低于 25℃的
温度下孢子萌发率低,高于 25℃的温度下孢子萌发率也降
低,而且群体中 50%以上的孢子在 25℃萌发需要 30 h以上
的时间,这可作为为何脱皮马勃在秋季发生的可能解释之
一。因为春季温度较低、而夏季又过高;春夏交替时可能有适
合的温度,但因为温差变化大,适宜温度的时间不能维持足够
的时间。因此只有秋季可能比较适合脱皮马勃孢子的萌发和
生长。另外,脱皮马勃子实体一般生活在林下的土壤上[1],这使
人们有理由设想一定的黑暗或遮阳避免光照,可能对脱皮马
勃的孢子萌发和生长有利,但试验的结果却是光照或黑暗条
件下脱皮马勃孢子的萌发率并无显著差异,这也与李俊明等[7]
研究大秃马勃的孢子萌发结果相类似。因此,一定的黑暗或遮
阳条件可能影响的是菌丝的生长及子实体的发育,并不影响
到孢子的萌发。
脱皮马勃子实体及孢子保存时间的长短似乎会影响到孢
子的萌发率,2006年所采集的子实体样品中的孢子萌发率比
2007年所采集的子实体样品孢子萌发率还略高,且差异显著。
因此,这种情况还暗示着在影响脱皮马勃孢子萌发的机制中
可能存在着与有些种类的植物种子中类似的后熟作用,这有
待进一步对多年的孢子样本进行萌发比较试验来证实。
葡萄糖是多数真菌的基本碳源营养,同时也被用于作为
促进多种真菌孢子萌发的营养液[6],[8]。研究的结果表明葡萄糖
同样有助于提高脱皮马勃孢子的萌发率,但是对于脱皮马勃
孢子萌发而言,葡萄糖营养液的浓度并非越高越好,当葡萄糖
质量浓度在 2%时,萌发率就达到了最大值,意味着较低的浓
度对脱皮马勃孢子的萌发是有利的。在一些食用菌研究中,常
使用生理盐水(0.86%NaCl)配制孢子悬液来促进孢子萌发[8],
而从脱皮马勃的情况来看,低浓度生理盐水(0.86%NaCl)对
其孢子就已导致了萌发率下降,随着 NaCl浓度的进一步提
高,孢子萌发率的降低越发明显,这说明 NaCl对于脱皮马勃
孢子的萌发具有一定程度的抑制作用。Bonar液是由一些无
机离子和麦芽糖组成的马勃科真菌的培养液,研究的结果表
明它不仅如文献中[6]介绍的有助于马勃科真菌菌种的生长,而
且对脱皮马勃孢子的萌发也有显著的促进作用。
初步研究结果为进一步开展人工栽培和液体培养而进行
有效的单孢菌种分离提供了参考。
参考文献
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表 1 不同采集年份脱皮马勃子实体的孢子萌发率
采集时间
孢子萌发率/%
4 h 8 h 16 h 24 h 32 h 40 h
2006年 9月 5.33±0.33 24.0±1.00 41.33±4.00 46.67±8.33 68.0±4.00 74.67±1.00
2007年 9月 3.30±1.33* 18.67±1.33* 38.33±9.33* 44.0±4.00* 66.67±9.33* 72.67±5.33*
表 2 光照和黑暗条件下脱皮马勃孢子萌发率
注:*P<0.05表示 2007年与 2006年相比差异显著。
处理
萌发率/%
12 h 24 h
光照 36.33±1.33a 46.67±1.00b
黑暗 36.7± 4.00a 45.0±4.00b
注:同列相同字母表示差异不显著,(P<0.05),下同。
质量浓度/% 0 0.86 1.5 2 4
葡萄糖 74.67±5.33a 76.00±1.60a 76.67±4.80a 80.00±0.01a 73.33±5.33a
氯化钠 74.67±5.33a 54.67±5.33b 49.33±5.33bc 44.00±1.80c 43.00±3.20c
表 3 不同营养物质与其不同质量浓度下脱皮马勃孢子萌发率(40 h)
图 2 Bonar液及 Bonar液与葡萄糖混合液处理脱皮马勃孢子萌发率
时间/h
(下转 P21)
孢
子
萌
发
率
/%
100
80
60
40
20
0
Bonar Bonar+G CK
4 8 16 24 32 40
4 8 16 24 32 40
100
80
60
40
20
0
时间/h
孢
子
萌
发
率
/%
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素的合成呈正相关。以及梁月等研究报道[9]产色素菌株比不产
色素菌株具有更强的形成子实体的能力。因此,将菌落颜色和
生长速率为指标进行诱变菌株的初筛。结果共筛选到 7株颜
色较出发菌株深,生长较出发菌株快的诱变菌株,即 CMM-6、
CMM -27、CMM -76、CMM -81、CMM -123、CMM -234、CMM -
289。将这些菌株进行下一步的复筛。
2.3 诱变菌株的复筛 将初筛到的 7株菌株进行固体发酵,
发酵菌质 60℃烘干后测定其干重、虫草菌素以及腺苷的含
量。结果见表 1,初筛获得的 7个突变株发酵菌质干重与出发
菌株 CM9-26无明显差异。有 3株突变株即 CMM-6、CMM-
81、CMM-234 发酵产物的腺苷含量高于出发菌株,其中
CMM-81的腺苷含量最高,达到 0.036%,是出发菌株的 2倍。
7个突变株发酵产物的虫草菌素含量均高于出发菌株,其中
CMM-81虫草菌素含量最高,达到 0.437%,是出发菌株的 2倍。
综合发酵菌质干重、虫草菌素及腺苷含量,复筛得到 1株较优
良的突变株 CMM-81。
2.4 突变株 CMM-81 遗传稳定性 将复筛得到的突变菌株
CMM-81连续传代 15代,以发酵菌质干重、虫草菌素和腺苷
为指标来评价其遗传稳定性。一般认为连续传代 10~15代后
各项指标相对于未传代菌株的变化率在≤±5%为遗传稳定的
菌株。表 2显示,CMM-81传代 15代后其发酵菌质干重变化
很小,最大变化率为 0.77%;发酵物中虫草菌素及腺苷含量的
变化也不大,变化率分别为 0.92%及 2.78%。由此表明,CMM-
81能稳定合成虫草菌素,具有很好的遗传稳定性。
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原
生
质
体
再
生
数
/个
照射时间/s
图 1 蛹虫草原生质体紫外线诱变照射时间效应曲线
11111111111111111111111
(上接 P19)
表 1 发酵菌质干重、虫草素及腺苷含量
菌株 发酵菌质干重/g 虫草素/% 腺甘/%
CM9-26 13.401 0.217 0.018
CMM-6 13.431 0.235 0.027
CMM-27 13.471 0.298 0.020
CMM-76 13.511 0.257 0.019
CMM-81 13.611 0.437 0.036
CMM-123 13.411 0.234 0.017
CMM-234 13.431 0.232 0.029
CMM-289 13.391 0.241 0.019
表 2 菌株 CMM-81 遗传稳定性试验结果
传代数 发酵菌质干重/g 虫草素/% 腺甘/%
CMM-81 13.613 0.437 0.036
第一代 13.612 0.436 0.036
第二代 13.613 0.437 0.036
第三代 13.611 0.436 0.036
第四代 13.610 0.435 0.035
第五代 13.610 0.435 0.035
第六代 13.588 0.436 0.035
第七代 13.519 0.434 0.035
第八代 13.515 0.435 0.036
第九代 13.513 0.436 0.035
第十代 13.516 0.434 0.035
第十一代 13.511 0.433 0.035
第十二代 13.511 0.433 0.035
第十三代 13.512 0.433 0.035
第十四代 13.508 0.433 0.035
第十五代 13.508 0.433 0.035
最大变化率/% 0.77 0.92 2.78
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