全 文 ：食 J干 j菌学报 1 , 9 5 . 2 ( 4 ) : 2 2一 2 7
A e ta E d u l` 5 F u n g i
香 菇 生 长过 程 中几 种
胞外酶活性的变化规律
倪新江
(山东省烟台大学生化系 , 烟台 26 40 5)
潘迎捷 冯志勇
(食用菌遗传育种农业邵部级重点实验室 ; 上海市农业科学院食用菌研究所 , 上海 201 10 6)
李人圭
(华东师范大学生物系 , 上海 20 0 62 )
摘 要 本文研究 了在常规栽培条件下 , 香菇整个生长发育过程中培养料中的段甲基纤维素
酶 半纤维素酶 、 滤纸纤维素酶 、 淀粉酶 、 漆酶 、 果胶酶、 酸性蛋白酶活性的动态变化规律。 结果表明 ,
培养料成分的不同只影响酶活性的相对大小 , 而不影响酶活性变化的规律性 ;大部分酶随着每一潮
广实体的成熟出现一个活性峰值 ;营养生长阶段 , 酶活性呈总体上升趋势 , 生殖生长阶段则呈下降
趋势 , 部分酶活性在后期丧失 。
关键词 香菇 ; 胞外酶 ; 动态变化
吞菇 [ L o nt in 哪 ed nd 郎 (B er k) iS n g ]生物降解木质纤维素及其它有机大分子是通过基质
中的菌丝不断向胞外分泌各种酶来实现的 , 酶活性的大小直接影响生物降解的能力 ` ” , 而酶活
性的大小又受很多因素的制约 。 本文以基质成分变化对酶活性大小的影响和不 同生长发育时
期酶活性的动态变化为着眼点 , 探讨了香菇在 自然温度下栽培生长过程中的发育生理机制 , 进
一步 阐述 厂其酶学基础 。
1 材料和 方法
1
.
1 菌种
香菇农 i 菌株 山上海市农业科学院食用菌研究所菌种保藏中心提供 。
1
.
2 培养基配方
培养基 A : 木屑68 % 、 米糠 30 % 、 蔗糖 1 % 、 石膏 1 师 ; 培养基 B : 木屑78 % 、 米糠 2 0 % 、 蔗糖
1 沁 、 石膏 1 师 ; 培养基 C : 木屑8 8 % 、 米糠 10 % 、 蔗糖 1 % 、 石膏 1肠 ; 培养基 D : 木屑 7 8 % 、 麦默
2 0 %
、 蔗糖 1师 、 石膏 1 % 。 按常规方法制种 、 培养菌丝和栽培 。
L 3 酶液制 备
均匀取鲜样 3 . 0 9 , 25 m l 蒸馏水 2 0℃ 浸提 4小时 , 3 0 0Opr m s ℃离心 s m in , 取上清液 。
1
.
4 酶活性 .测定
收稿 日期 lt) 9于一 0 4一 07 初稿 ; 19 95 一 05 一 26 二改稿 。
DOI : 10. 16488 /j . cnki . 1005 -9873. 1995. 04. 004
盛期 倪新江等 :香菇生长过程中几种胞外酶活性的变化规律
参照有关文献` ’ 一 ’ 飞的方法 。
1
.
5 酶活性定义
1
.
5
.
1友甲基纤维素酶(C MC酶)和淀粉酶 底物分别为梭甲基纤维素钠 (S i gm a) 和可溶性淀
粉 , I U 二二 l m g 葡萄糖八 o m in · g干物 。
1
.
5
.
2 滤纸纤维素酶 ( F P 酶) ` 底物为定性虑纸 X( in h u a) , I U 一 l m g木糖 / 50 m in · g 干物 .
1
.
5
.
3 丰纤维素酶 (H C酶) 以木聚糖为底物 (S i g m a ) , I U ~ l m g木糖八 o m i n · g干物 。
.1 5
.
4 果胶酶 以果胶作底物 (S i g m a) , I U 二 l m g 半乳糖醛酸八Om in · g干物 .
1
.
5
.
5 漆酶 以邻联 甲苯胺为底物 , I U ~ △O D / m in · g干物 。
.1 .5 6 酸性蛋白酶 牛血红蛋白为底物 , 1g 干培养物中的酶量每分钟作用于底物释放的三氯
乙酸 , 其即三酮呈色度 与1拜g亮氨酸相当时为一个单位 .
2 结果分析
名. 1 不同辅料培养基对胞外酶的影响
在香菇整个生 长期间 , 不同辅料培养基中果胶酶的活性没有明显差异 , 而培养基A 、 B和D
`犷, (P] C M C酶和 H C酶的活性远远高于培养基 C (图 z 一 4 ) ; 培养基 A与 D 中 C M C酶 、 H C酶 、 F P酶
和果胶酶活性大小基木相 同 , 并高于培养基 B中的酶活性 , 培养基 C 中的酶活性则显著低于其
它 二种培养基 ; 不同培养基对淀粉酶和漆酶酶活性的影响不明显 (表 ) 。
…
挤 养时 lI l( ) 、 、 C t lt 、 ,川 . , 、 1川 1 一 ( ( I
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二原墓形成
图 1 香菇在A培养基中 CM C酶 、 H C酶 、 F P 酶和果胶醉的活性变化
1 A e t i v i t i e s o f e x t r a e e l l u l a r C M C a s e
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.
2 酶活性的动态变化规律
2
.
2
.
1 酶活性 的特 .汽 C M C酶 、 H C酶 、 F P 酶和果胶酶的峰值次数与香菇潮次相对应 , 不受培
养基种类的影响 。 子实体成熟期均出现一个活性高峰 , 峰值随时间递减 (图 1一 4) ; 淀粉酶的活性
在四种培养基中均表现为营养生长阶段高 , 生殖生长前期较低 , 后期丧失 ; 漆酶活性在 5 7天左
右最高 , 以后逐渐下降直至丧失 (表 ) , 酸性蛋白酶的活性与子实体的形成有着密切的联系 ,恒温
2 4 食 用 菌 学 报 2卷
状态下不 出菇培养时具有相对稳定的酶活性 , 经温差刺激开始形成原基后 , 其活性迅速上升 ,
至抱子释放时达最大值 (图 5) .
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图 2 香菇在 B培养甚中CM C醉 、 H C阵 、 F P醉和果胶陇的活性变化
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:原基形成
圈合 香菇在 C培养基中C M C酶 、 H C酶 、 F P醉和果胶酶的活性变化
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2
.
2
.
2 酶活性变化的周期性 在培养初期 , C M C酶 、 H C酶 、 F P酶和果胶酶的活性都较低 , 以
后逐渐升高 . 酶活性上升到一定高度后 (27 天 ) , 直到现蕾 (50 夭 )不再有大的变化 (图 1一 4 ) . 当菌
盖达 cI m 左右时 , 酶活性迅速升高 , 子实体成熟时活性达最高值 . 子实体采收后活性开始下降 ,
菇潮期间至最低点 . 随着第二潮菇蕾的形成 , 这 四种酶的活性又开始增强 , 子实体成熟时同样
4期 倪新江等 :香菇生长过程中几种胞外酶活性的变化规律 2 5
有一酶活性的峰值 ,这样的周期变化一直持续到整个香菇栽培过程的结束 。
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香菇在D 培养基中CM C酶 、 H C酶 、 F P酶和果胶醉的活性变化
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工: 原基形成 P r汕 o r d i u r o of r l l l a t i o n 孚: 子实体成熟 F r u i t b o d y m a t u r it y
表 香菇在不同培养基中胞外淀粉酶和漆酶活性的变化
T a b l e A e t iv i t i e s o f e 又 t r a e e l l u l a r a m y l a s e a n d l a e e a s e
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培养时间
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培养墓 A
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培养基 B
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培养基D
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2 6食 用 菌 学 报 2卷
一?一。
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二三:ù。uó产、口一山
图 5 培养温度对培养基中胞外酸性蛋白酶活性的影响
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.
5 E f 七e t s o f e u l t i v a t i o n t e m P e r a t u r e o n e x t r a c e l l u l a r a e i d P r o t e i n a s e a e t i v i t ie s
土:原基形成 p r i o o r d ium fo r m a t i o n 零: 子实体成熟 rF u i t b o d y m a t ur i t y
3 讨论
3
.
1 辅料与酶活性的关系
3
.
1
.
1 酶活性的动态变化规律 一与辅料的成分及含量无必然的联系 . 菌丝所处的营养环境只对
酶活性大小造成差异 , 并不影响酶活性的变化趋势 , 表明酶在香菇生长发育过程中的变化规律
主要受菌体细胞的影响 . 而营养环境的作用相对较小 , 不同辅料对各种酶活性大小影响程度没
有一致性 , 培养基 A 、 B 、 C 、 D中 C M C酶 、 H C酶 、 淀粉酶的活性差异明显超过果胶酶 , 这可能是
四种培养基中果胶酶作用的底物含量相近而 CM C酶 、 H C酶 、 淀粉酶作用的底物含量变化较大
的原因 。
3
.
1
.
2 含有麦数培养基的酶活性总体上比含米糠培养荃的酶活性高 , 米糠的含量与酶活性 呈
正相关 , 绝对生物学效率与酶活性也呈正相关 。 因此在选定优 良菌株之后 , 选择适合的培养基
栽培香菇 , 可提高酶的活性 , 加速基质的生物降解 , 从而提高产量 。
.3 2 温度与酶活性的关系
温度影响着酶活性的大小 , 但不是决定性因素 , 自然温度最低时 , C M C酶 、 H C酶 、 F P酶和
果胶酶活性并不是最低 ; 酸性蛋白酶活性大小只与香菇发育阶段有关 , 而不随自然温度高低而
变化 , 这表明酶活性大小主要受菌丝体内的遗传因子控制 , 由此可见 , 选择好 的菌种是高产的
最重要前提 .
3
.
3 酶活性与香菇生长发育的关系
淀粉酶和漆酶在菌丝生长阶段活性较高 , 非木质纤维素 (主要是 淀粉 )和木 质素也在这一
阶段被大量降解利用 , 说明这两种酶在营养生长阶段对碳源的提供起重要的作用 ; 生殖生长
后 , 淀粉酶和漆酶活性降低 , 最后消失 , 表明对子实体的形成和发育影响不大 . 而 C M C酶 、 H C
酶 、 F P酶 、 果胶酶和酸性蛋 白酶的活性随子实体生长发育而迅速上升则反映 了这些酶在生殖
生长中的作用 : 活性的迅速上升 , 加速培养基质的降解 , 满足子实体生长的营养需求 .
4期 倪新江等 :香菇生长过程中几种胞外离活性的变化规律
参 考 文 献
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14 7 1 ~ 1 4 93
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A c t i v i t y d u r i n g t h e G r o w t h o f L e n t i n u s e d o d e s
N i X i川 i a n g
(D eP
a r t二 e n ` of B i o e he m is `即 of aY n t a i U n i v e rs i ty , S h a n d o似 P r o v i n e e , aY n 亡a i 26 4 00 5 )
P a n Y i n gj i e F
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a b o ar to ry of G e n e tic s a n d B r e e d i鳍 of M哪 h r o o m , A g r ic u l t u r a l M i n is t理 of Ch i n a ;
君d i b le F u ng i nI s t i t u te , S h a gn h a i A e a de 铆 of A g r i e u lt u r a l S e i e n e e s , S h a鳍 h a i 20 1 1 06 )
L i R e n g u i
(刀叩 a r t柑 n t of B i o l o gy , aE s t hC i n a N o mr a l U n i v e sr i yt , S h a ng h a i 2 0() 06 2 )
A b s t r a e t U nd
e r n o r m a l e u lt iv a t i o n e o n d元t i o n s , d y n a m ic v ar i a t i o n la w o f C M C a s e , H C a s e ,
F P a s e
, a m y l a s e
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l a e e a 日e , P e e t a s e a n d a e i d p r o t e in a s e a e t i v i t y w a s i n v e s t i g a t e d d u r i n g t h e w h o l e
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t h P e r i o d o f L e n r i n u s e d o伞￡ . T h e r e s讯 st r e v e a l e d t h a t t h e d i fe r e n e e s o f m e d i u m e o m p o s i t i o n s
e月池e t e d o n l y t h e r e l a t i v e le v e l o f e n z y m e a e t iv i t i e s , n o t t h e v ar i a t i o n l a w o f e n z y m e a e t i v i t ie s : t h a t
t h e r e W a s
e 刀匡y m e 名;
d e cr e a s e d
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a e t i v e p e ak fo l l
o w i n g t h e m a t u r a t i o n o f fr u i t b o d i e s i n e a e h if u s h fo r m o s t o f t h e
ht at 认 g e n er a l , ht e en z ym e a e t i v it i e s i n e r e a s e d d u r i n g m y e e l i u m g r o w t h s t a g e ,
d ur i n g fr u i t i n g s t a g e
, a n d p a r t o f e n yz m es l
o s t t h e i r a e t i v i t i e s i n l a t er p e r i o d o f
e u l t i v a t io n
K e y w o r d s eL n t i n u s e d o d e s ,. E x t r a e e l l u l ar e nz y m e : D y n a m i e v a r i a t i o n