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菌物学报
jwxt@im.ac.cn 15 July 2015, 34(4): 621‐631
Http://journals.im.ac.cn Mycosystema ISSN1672‐6472 CN11‐5180/Q © 2015 IMCAS, all rights reserved.
研究论文 Research paper DOI: 10.13346/j.mycosystema.150055
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973 计划)(2014CB138301)
*Corresponding author. E‐mail: yuchengd@yahoo.com
收稿日期:2015‐02‐14,接受日期:2015‐05‐10
糙皮侧耳(平菇)菌株 CCEF89 的生理生化研究
吴雪君 安琪 戴玉成*
北京林业大学微生物研究所 北京 100083
摘 要:基于 5mg/kg Cu2+以及 1mL/L 愈创木酚处理下的栽培料,通过对糙皮侧耳(平菇)菌株 CCEF89 的生长特性、降解
过程、酶活产量以及胞外蛋白质含量的测定与分析,揭示了该菌株在营养生长和子实体形成过程中的生理生化变化。生
长特性测定表明,2,2’‐连氮基‐双‐(3‐乙基苯并二氢噻唑啉‐6‐磺酸)二铵盐(ABTS)、愈创木酚、MnCl2使菌丝生长变慢。菌
丝在前 10d 主要对酸不溶木质素和半纤维素进行降解,20d 开始利用纤维素和酸溶木质素。5mg/kg Cu2+处理的栽培料会促
进菌丝生长,出菇期提前并促进漆酶分泌,而 1mL/L 愈创木酚的处理则在某种程度上对营养生长和子实体发育有抑制作
用。12d 后,羧甲基纤维素酶活与木聚糖酶具有极显著正相关性,且羧甲基纤维素酶活与胞外蛋白质含量也存在相关性。
关键词:糙皮侧耳(平菇),生长特性,固体发酵,胞外酶活
Physiological and biochemical characteristics of the Pleurotus ostreatus
CCEF89
WU Xue‐Jun AN Qi DAI Yu‐Cheng*
Institute of Microbiology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China
Abstract: Based on interferences with Cu2+ (5mg/kg) and guaiacol (1mL/L), the growth characteristics, degradation process,
enzyme production and extracellular protein content of the Pleurotus ostreatus CCEF89 were observed and determined. In
general terms, its physiological and biochemical characteristics during hyphal growth and fruiting body formation were inferred.
2,2’‐Azino‐bis‐(3‐ethylbenzothiazoline‐6‐sulfonic acid)diammonium salt (ABTS), guaiacol and MnCl2 reduced the hyphal growth.
The strain of CCEF89 degraded acid insoluble lignin and hemicellulose during the first ten days, then it digested acid soluble
lignin and cellulose in the next ten days. Cu2+ promoted the hyphal growth, fruiting and secreting laccase, while guaiacol had an
inhibiting effect. After twelve days, sodium carboxymethyl cellulose enzyme activities (CMCNa activities) had a significant
correlation with xylanase activities. In addition, extracellular protein content also had a positive relationship with CMCNa
activities.
Key words: Pleurotus ostreatus, growth characteristics, solid state fermentation, extracellular enzyme activity
糙皮侧耳Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm. 是我国栽培平菇的生物学种之一,在分类学上属担
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子菌门Basidiomycota,伞菌纲Agaricomycetes,伞
菌目 Agaricales,侧耳科 Pleurotaceae,侧耳属
Pleurotus,是最重要的食用菌之一(戴玉成等
2010),同时也是一种药用真菌,具有治疗腰腿
疼痛、手足麻木、筋络不疏、抑肿瘤的作用(戴玉
成和杨祝良 2008)。我国虽然为糙皮侧耳生产大
国,但目前仍然存在单产低、产量不稳、品质差、
效益低等问题,因此开展对糙皮侧耳的基础研究,
特别是糙皮侧耳在栽培过程中其菌丝生长、子实体
发育和木质纤维素降解及利用的关系具有重要理
论意义和应用价值。
糙皮侧耳生长发育过程中产生的降解木质纤
维素酶系具有重要作用(米青山 2012)。降解木
质素是一个氧化还原反应过程,糙皮侧耳主要产生
锰过氧化物酶(MnP)、藜芦醇氧化酶(VAO)和
漆酶(Lac),但不能产生木质素过氧化物酶(LiP)
(江蕾等 2006)。研究表明,糙皮侧耳生产漆酶
的能力十分强大(Pozdnyakova et al. 2006)。漆酶
是一种含铜的多酚氧化酶,大多含4个铜离子,并
位于其酶活性中心部位(Messerschmidt et al.
1997;Baborová et al. 2006),因此,Cu2+含量的
有无和多少会影响漆酶的分泌从而间接影响木质
素降解。复合大分子木质素降解后主要产生愈创木
酚结构单元为主体的酚类化合物,再经降解生成其
他酚类及小分子化合物(刘军利等 2009),作为
中间产物对木质素降解有较大的影响。除了木质素
降解以外,纤维素降解以及半纤维素降解之间的相
关性研究也是十分重要的。纤维素降解酶是一种复
合酶,其酶系主要包括:内切(外切)β‐1,4‐葡聚
糖酶、纤维二糖水解酶和β‐葡萄糖苷酶。各个酶组
分相互作用才能降解大分子的纤维素,各个酶组分
的活性强弱还受底物的诱导和菌株对培养基的适
应能力的影响(陈洪章 2005)。
本研究从糙皮侧耳的生长特性、降解特点、酶
活产量等方面研究糙皮侧耳的生物学特性,并在诱
导平板上对糙皮侧耳的部分特征做诱导,旨在全方
位研究糙皮侧耳的生长发育过程,并试图找出各酶
活之间的相关性,为日后糙皮侧耳多种基质利用的
研究奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试菌株:糙皮侧耳菌株 Pleurotus ostreatus
CCEF89(CCMSSC 00389)由中国农业科学院农业
资源与农业区划研究所国家食用菌标准菌株库
(China Center for Mushroom Spawn Standards and
Control,CCMSSC)提供,该菌株目前是中国广泛
栽培的品种。
1.1.2 培养基(g/L):MEA 培养基:葡萄糖 10g,
麦芽浸粉 20g,KH2PO4 3g,琼脂 18g;GYE 培养基:
酵母浸粉 5g,葡萄糖 20g,MgSO4 0.5g,VB1 0.01g,
KH2PO4 1g;愈创木酚选择培养基:愈创木酚 1g,
酒石酸铵 0.1g,蛋白胨 2.6g,MgSO4∙7H2O 0.5g,
KH2PO4 1g,Na2HPO4 0.2g,琼脂 18g;MnCl2诱导
培养基:麦芽浸粉 20g,琼脂 17g,MnCl2 250mg;
ABTS 诱导培养基:麦芽浸粉 20g,琼脂 17g,ABTS
250mg(溶于 70%乙醇);腐殖酸培养基:麦芽浸
粉 20g,琼脂 17g,腐殖酸 1 000mg(溶于 1mL 4mol/L
NaOH 和 17mL 灭菌水);CMCNa 培养基:KH2PO4
0.5g,MgSO4 0.25g,琼脂 18g,蛋白胨 5g,CMCNa
10g;滤纸条培养基(刘乐等 2012):蛋白胨 10g,
酵母浸粉 5g,NaCl 5g,培养基配好后 7mL 入试管
并加入 1cm×6cm 去淀粉滤纸条(用稀乙酸钠浸泡
12h,用碘液检测淀粉已去完全,并用苏打水洗涤
干净;栽培料:玉米芯 8.6%,棉籽壳 17.2%,木屑
56.5%,麸皮 15%,石膏 1.5%,石灰 1%,尿素 0.2%,
料水比 1:1.2。
1.1.3 所用试剂:基本试剂均选自北京蓝弋化工产
品有限责任公司,个别试剂如 ABTS、考马斯亮蓝
等选自 Sigma‐Aldrich 公司。
1.2 方法
1.2.1 活化菌种及制备接种液:CCEF89接于MEA培
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养基活化7d,将5块0.6cm菌饼接于GYE培养基,在
26℃恒温培养箱中,转速150r/min,避光培养7d。
制备接种液时,将活化后CCEF89悬浮液匀浆30s,
转速5 000r/min,放在‐4℃冰箱中储存。
1.2.2 固体发酵:2mL接种液接于250mL锥形瓶中,
其中为2.0g木屑,蒸馏水5mL。
1.2.3 生长特性测定:平板上使用十字交叉法量取
菌丝半径;培养容器中则采用量取菌丝深度的方法
计算生长速度并记录长势。
1.2.4 粗酶液制备:60mL 0.1mmol/L醋酸钠缓冲液
(pH4.6)倒于锥形瓶中,置于26℃摇床中转速
150r/min,提取4h,取出后离心上清液则为粗酶液
(Sun et al. 2011)。
1.2.5 考马斯亮蓝G‐250染色液的配制:参照曲春
香等(2006)的方法。
1.2.6 考马斯亮蓝染色法测定蛋白质含量:酸性条
件下,棕红色的考马斯亮蓝与蛋白质通过疏水力相
结合,生成蓝色络合物,在595nm波长处有最大吸
收峰值。取0.5mL粗酶液,加入5mL考马斯亮蓝溶
液,定容至25mL,混匀后,测OD595,设置3个重
复并求平均值。
1.2.7 DNS溶液配制:酒石酸钾钠182g溶于500mL
蒸馏水中,加热溶解,依次加入3,5‐二硝基水杨酸
3g,NaOH 21g,苯酚5g。注意应在加入3,5‐二硝基
水杨酸后立刻加入NaOH,定容至2L。配好后静置
7d使用,有效期6个月,放于棕色瓶中避光保存。
1.2.8 DNS法测羧甲基纤维素酶活:反应体系:1%
羧甲基纤维素钠2mL,0.5mL粗酶液,准确计时反
应30min,取出后立刻加入1.5mL DNS溶液,5min
沸水浴中进行灭活,冷却至室温后,定容至25mL,
在紫外分光光度计下测定OD520。酶活计算公式:
U/mL=葡萄糖量/30×V,30—保温时间,即酶与底
物作用时间,min;V—粗酶液体积,mL。1U滤纸
酶活定义:特定条件下,每分钟催化纤维素水解成
1μmol葡萄糖的酶量。
1.2.9 DNS法测木聚糖酶活:反应体系:1%木糖
1.5mL,0.5mL粗酶液,准确计时反应10min,取出
后加入3mL DNS溶液,沸水浴灭活,定容并测定
OD550。酶活计算公式:U/mL=木糖量/10×V,10—
保温时间,即酶与底物作用时间,min;V—粗酶液
体积,mL。1U木聚糖酶定义:特定条件下,每分
钟催化纤维素水解成1μmol木糖的酶量。
1.2.10 ABTS法测漆酶酶活(董欣睿等 2012):反
应体系:0.2mol/L pH4.0磷酸氢二钠‐柠檬酸缓冲液
2mL,0.5mmol/L ABTS 1mL,粗酶液0.5mL,对照为
已沸水浴灭活的粗酶液,每1min记录OD420。酶活
计算公式:U/L=A×V×106/(e×L×t×V′),A—吸光值;
V—反应体系总体积,mL;e—摩尔吸光系数,
3.6×104(mol/L)‐1cm‐1;L—比色皿直径,cm;t—反
应时间,min;V′—样品体积,mL。
1.2.11 木质素和纤维素含量测定:测定依照NREL
LAP(Sluiter et al. 2008)中选用的两步酸水解的方
法对酸溶木质素及酸不溶木质素进行测定,滤液中
各单糖浓度则通过离子色谱HPAEC进行测定,来评
估纤维素及半纤维素的含量,其中纤维素和半纤维
素的转化率及各木质素计算公式如下:
稀释倍数纤维素 × × 0.9(%) = 100
M
Glu
稀释倍数半纤维素 × × 0.8(%) = 100
M
Xyl
酸溶木质素含量通过紫外分光光度计测定,酸
不溶木质素用沉淀量表示,如下:
酸溶木质素
酸不溶木质素
(A V D)
(%) = 100
1000 Q M
m
(%) = 100
M
Glu—葡萄糖浓度;Xyl—木糖浓度;M—绝对
试样质量;m—烘干后酸不溶木质素质量;D—滤
液稀释倍数;V—滤液总体积;Q—吸光系数,材
料不同,吸光系数改变。
1.2.12 相关性分析:使用SPSS 20.0进行相关性分
析,显著水平,P< 0.05为显著,P< 0.01为极显著。
2 结果与分析
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2.1 栽培料上糙皮侧耳菌株CCEF89的生长特性
根据糙皮侧耳的生长情况分为4级:刚刚萌发,
菌丝竖直生长,长势为1级;以接种点为中心向外
扩散,菌丝竖直生长,长势为2级;不同接种点已
经连片,菌丝倒伏,平铺生长,长势为3级;迅速
封面,菌丝开始向栽培料下延伸,长势为4级。在
其发菌的营养生长阶段,通过对菌丝深度的测定以
及速度的计算,可以看出在5d后CCEF89的生长开
始趋于稳定并表现出极大的生长势(图1、图2)。
可以推定,该菌株在5d后已经适应栽培料的环境,
可以稳定持续地利用降解所处环境中的木质纤维
图1 糙皮侧耳菌株CCEF89菌丝深度
Fig. 1 Hyphal length of Pleurotus ostreatus CCEF89.
图2 糙皮侧耳菌株CCEF89菌丝长势
Fig. 2 Hyphal growth vigor of Pleurotus ostreatus CCEF89.
素基质。后针对栽培料设置2个处理,分别为
5mg/kg Cu2+以及1mL/L愈创木酚。经过测定,未处
理的栽培料与铜离子处理的菌丝生长速度较快,分
别为0.47cm/d和0.51cm/d,20d可以将菌瓶全部长
满,而愈创木酚仅为0.43cm/d,23d才将菌瓶覆盖。
营养生长35d后,对原先在黑暗中发菌的菌瓶
催蕾,湿度保持在80%左右,温度为16℃,通风良
好。未处理栽培料4d出现原基,平铺,呈白色,
潮菇期整齐度较差,生长速度较慢(图3);铜离
子处理的栽培料3d出现原基,聚集成球状簇,顶
部呈灰蓝色,潮菇期较整齐,生长速度快(图4);
而愈创木酚处理的栽培料7d出现原基,平铺,呈
黄白色,潮菇期整齐度好,生长速度慢(图5)。
在出菇过程中,湿度是最关键的因素,决定原基的
出现、子实体生长速度及产量。
2.2 糙皮侧耳菌株 CCEF89 在木屑上的固体培养
CCEF89接种在木屑上进行固体培养,分别在
10d和20d对木屑的木质素、纤维素、半纤维素进
行测定(表1)。10d酸不溶木质素和半纤维素的
相对含量有所降低,所以CCEF89主要对酸不溶木
质素和半纤维素进行降解;20d时酸溶木质素、纤
维素以及半纤维素的相对含量降低,因此该菌株在
此时期主要对酸溶木质素、纤维素及半纤维素降
解。仅依据此结果可以推断,在前10d主要打破酸
不溶木质素的物理隔断,将内部包裹的纤维素暴露
出来,在20d时则使得相应的纤维素降解酶可以接
触到纤维素并进行消化利用。而半纤维素的降解则
全程存在,可能不受到木质素的束缚,因此在利用
固体基质时,前期的营养很可能来源于半纤维素降
解而产生的五碳糖,而后期则主要依赖纤维素降解
而产生的六碳糖。
2.3 糙皮侧耳菌株 CCEF89 在平板上的定性反应
CMCNa培养基是一种以纤维素为主的固体培
养基,接在其上面的菌饼若具有较强的纤维素酶活
性,培养一段时间后在其表面倒上2mg/mL的刚果
红溶液会显示出暗红色的水解圈。该菌株并未呈现
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图3 未处理栽培料糙皮侧耳菌株CCEF89原基期、潮菇期、成形期形态 A:原基期;B:潮菇期;C:成形期.
Fig. 3 Primordium phase, coral‐like phase and mature phase of Pleurotus ostreatus CCEF89 without interferences. A:
Primordium phase; B: Coral‐like phase; C: Mature phase.
图4 铜离子处理栽培料糙皮侧耳菌株CCEF89原基期、潮菇期、成形期形态 A:原基期;B:潮菇期;C:成形期.
Fig. 4 Primordium phase, coral‐like phase and mature phase of Pleurotus ostreatus CCEF89 treated with Cu2+. A: Primordium
phase; B: Coral‐like phase; C: Mature phase.
图5 愈创木酚处理栽培料糙皮侧耳菌株CCEF89原基期、潮菇期、成形期形态 A:原基期;B:潮菇期;C:成形期.
Fig. 5 Primordium phase, coral‐like phase and mature phase of Pleurotus ostreatus CCEF89 treated with guaiacol. A: Primordium
phase; B: Coral‐like phase; C: Mature phase.
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表1 糙皮侧耳菌株CCEF89固体发酵后的木屑化学组分含量
Table 1 Chemical components of sawdust after solid state fermentation by Pleurotus ostreatus CCEF89
处理时间
Treatment duration (d)
酸不溶木质素
Acid insoluble lignin (%)
酸溶木质素
Acid soluble lignin (%)
纤维素
Cellulose (%)
半纤维素
Hemicellulose (%)
0 17.23 7.73 34.91 20.85
10 16.75 8.28 64.64 19.13
20 17.70 7.17 56.33 18.35
出明显的水解圈,初步断定其纤维素酶活性并不是
很强,但它在该培养基上的生长速度较快,为
1.30cm/d。为了进一步验证其纤维素酶活性,还将
其接种在滤纸条培养基内观察滤纸条的崩溃状态,
同样接种10d后滤纸条均出现明显的崩溃现象。由
此证明,该菌的纤维素酶活性一般。
ABTS培养基以及愈创木酚培养基则是在普通
培养基的基础上添加了可以定性检测其氧化酶分
泌的物质,若有氧化酶产生,则分别会产生紫色变
色圈和红棕色变色圈,且ABTS可以检测漆酶及部
分氧化酶的存在,而愈创木酚则检测Lip、Mnp等
氧化还原酶的存在(图6)。该菌株具有较强的氧
化酶活性,且应该还具有除漆酶外的其他氧化酶,
菌丝在这两种培养基上的生长速度有较大的差别,
分别是1.06cm/d和0.90cm/d,均不及在MEA培养基
上的生长速度1.43cm/d。分析可得,在氧化酶分泌
旺盛之时,也就是相关漆酶及其他氧化酶降解利用
木质纤维素的时候,菌丝生长变慢,而待其利用相
关基质产生菌丝可直接利用的五碳糖或者六碳糖
后,菌丝生长再一次提高,达到一定阈值之后,再
进行基质的降解。因此菌株在利用不同基质的过程
中,氧化酶分泌和营养生长可能存在此消彼长的循
环模式。
MnCl2培养基是一种诱导培养基,若该菌株存
在Mnp,则会形成一圈一圈棕褐色的氧化圈(图7)。
该菌株在MnCl2培养基上的生长速度为1.28cm/d。
值得注意的是,该菌并不是自接种起就可以迅速产
生Mnp,而是在6d时才可以看到Mnp的产生,并在
该酶所形成的氧化圈呈有规律的环纹状逐次增加,
且颜色也呈现有规律的变化。而颜色的不同应该是
由于不同价位的Mn2+所造成的差异。因此,该菌
株分泌Mnp利用其他基质的过程中,很有可能也是
和菌丝生长进行交替性的循环降解过程。
不同营养物质对菌丝的生长速度也有一定的
影响(图8),菌丝在腐殖酸培养基、MEA培养基、
MEA与棉籽壳木屑混合培养基和MEA与棉籽壳混
合 培 养 基 上 的 生 长 速 度 分 别 为 1.32cm/d 、
1.43cm/d、1.46cm/d和1.35cm/d。相比于诱导漆酶、
Mnp以及纤维素酶的培养基来说,在这4种培养基
上的生长速度都显著大于其他培养基上的生长速
度。并且在有棉籽壳与木屑的混合培养基上的菌丝
生长来看,菌丝并不会躲避而是迅速将该基质包
裹,且可能类似于植物根系的向肥性,生长速度还
会更快。腐殖酸培养基上的菌丝竖直生长,很可能
是受到腐殖酸中的N元素影响,使得气生菌丝很发
达。因此在栽培过程中,N源及不同的栽培料配比
会影响到菌丝营养过程中的生长速度以及菌丝发
展形态。
2.4 糙皮侧耳菌株 CCEF89 栽培料培养中的酶活
分析
将CCEF89接种在固定比值的栽培料填充的
栽培瓶中,每瓶2mL接种液,并且对栽培料分别
进行5mg/kg Cu2+以及1mL/L愈创木酚的处理,分
别在5d、12d、19d、23d、30d时对其漆酶、羧甲
基纤维素酶、木聚糖酶活性以及蛋白质含量进行
测定。
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图6 糙皮侧耳菌株CCEF89在ABTS和愈创木酚培养基上的定性反应 A:5d 2,2’‐连氮基‐双‐(3‐乙基苯并二氢噻唑啉‐6‐磺酸)
二铵盐培养基(正面);B:10d ABTS培养基(背面);C:5d愈创木酚培养基(正面);D:10d愈创木酚培养基(背面).
Fig. 6 Conditioned response of Pleurotus ostreatus CCEF89 on 2,2’‐azino‐bis‐(3‐ethylbenzothiazoline‐6‐sulfonic
acid)diammonium salt‐ (ABTS) and guaiacol‐medium. A: Culture on ABTS‐medium in 5 days (obverse); B: Culture on
ABTS‐medium in 10 days (reverse); C: Culture on guaiacol‐medium in 5 days (obverse); D: Culture on guaiacol‐medium in 10
days (reverse).
图7 糙皮侧耳菌株CCEF89在MnCl2培养基上的定性反应 A:5d(正面);B:6d(背面);C:8d(背面);D:10d(背面).
Fig. 7 Conditioned response of Pleurotus ostreatus CCEF89 on MnCl2‐medium. A: 5d (obverse); B: 6d (reverse); C: 8d (reverse); D:
10d (reverse).
图8 糙皮侧耳菌株CCEF89在不同营养培养基上的生长状态 A:腐殖酸培养基;B:MEA培养基;C:MEA混合棉籽壳木
屑;D:MEA混合棉籽壳.
Fig. 8 Cultivation of Pleurotus ostreatus CCEF89 on humic acids‐, MEA‐, and mixed MEA‐medium. A: Humic acids‐ medium; B:
MEA‐medium C: MEA‐medium mixed with sawdust and cotton seed hull; D: MEA‐medium mixed with cotton seed hull.
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漆酶是菌株对木质素进行降解的关键酶,其高
低也在一定程度上标志着菌株降解木质素的能力。
经过Cu2+处理的栽培料,CCEF89的漆酶活性显著高
于未处理的以及愈创木酚处理过的栽培料,且在
5d呈现出漆酶活性的最高值124.08U/L(图9),因
此菌种在接触到栽培料后,栽培料中的木质素诱导
菌种产生漆酶,然后对木质素进行降解,10d后,
漆酶作为被诱导产生的胞外酶,随着菌丝的生长慢
慢增加。羧甲基纤维素酶则在一定程度上反映着纤
维素酶系的活性高低,也是菌株纤维素产生的必需
酶,漆酶只负责将木质素打破,而纤维素酶则是主
要的能源物质葡萄糖产生的必需酶种,一般情况下
在六碳糖和五碳糖均存在的情况下,大部分菌种优
先选取六碳糖进行利用(李杏春等 2014)。不论
何种处理均在23d时达到羧甲基纤维素酶的分泌
最高值,其中还是Cu2+处理的栽培料中的酶活最
高,达到184.17U/L(图10)。在30d不再增长反而
降低,这和该菌株基本达到营养生长顶峰有关,
30d后菌株基本准备进入出菇阶段,因此酶活性维
持在一个水平,以满足出菇过程中的能量需求。木
聚糖酶则在一定程度上反映半纤维素酶的活性高
低(图11),在5d时达到最高值,愈创木酚处理
的栽培基质最高达到1 081.70U/L,之后也维持在一
个较高的水平,可见半纤维素酶对半纤维素的降解
并不依赖木质素的打破,这和化学组分的测定结果
相一致。除此之外,还可以观察到23d时该酶活也
达到一定范围内的一个小高峰,可以断定,在23d
时应该是菌丝积累营养物质最活跃的阶段。
胞外蛋白质的含量在某种程度上可以反映胞
外酶活的多少(曹春蕾等 2011)(图12)。酶活
性在23d达到了最高峰,Cu2+处理的达到了最高值
43.50mg/L。胞外蛋白质的含量曲线与漆酶、羧甲
基纤维素酶以及木聚糖酶的曲线走势并不一致,
5d时没有检测到较高的胞外蛋白质含量,其原因
可能是胞外蛋白质中有部分蛋白是供菌丝生长所
需的酶类,而此时的菌丝生长才刚刚趋于稳定,因
此蛋白质含量处于一个较低的水平。
图9 2种处理下糙皮侧耳菌株CCEF89漆酶活性
Fig. 9 Laccase activities of Pleurotus ostreatus CCEF89
treated with Cu2+ and guaiacol.
图10 2种处理糙皮侧耳菌株CCEF89羧甲基纤维素酶活性
Fig. 10 CMCNa activities of Pleurotus ostreatus CCEF89
treated with Cu2+ and guaiacol.
图11 2种处理下糙皮侧耳菌株CCEF89木聚糖酶活性
Fig. 11 Xylase activities of Pleurotus ostreatus CCEF89
treated with Cu2+ and guaiacol.
吴雪君 等 /糙皮侧耳(平菇)菌株 CCEF89 的生理生化研究
菌物学报
629
图12 2种处理下糙皮侧耳菌株CCEF89胞外蛋白质含量
Fig. 12 Protein content of Pleurotus ostreatus CCEF89 treated
with Cu2+ and guaiacol.
2.5 糙皮侧耳菌株 CCEF89 酶活的相关性分析
利用SPSS 20.0分别对漆酶酶活、羧甲基纤维素
酶活、木聚糖酶活以及蛋白质含量做双变量相关性
分析可得,30d的栽培时间内,漆酶与木聚糖酶活
性之间存在显著的正相关性(P<0.05),相关系数
为0.621,这进一步证明木聚糖酶对半纤维素的作
用并不依赖木质素的降解,而是与其同时进行;
12d的降解利用后,羧甲基纤维素酶活与木聚糖酶
活之间存在极显著的正相关性(P<0.01),相关系
数由原来的0.695提升为0.931,说明12d内主要进
行了木质素降解,后期羧甲基纤维素酶与木聚糖酶
发生协同作用降解纤维素与半纤维素,这与
CCEF89固体发酵木屑的规律一致。除此之外,我
们还对各酶活大小与蛋白质含量之间进行了相关
性分析,漆酶、木聚糖酶和蛋白质含量间均没有显
著相关性,而12d后的羧甲基纤维素酶活与蛋白质
含量存在极显著相关性(P<0.01),这说明该时期
内尽管羧甲基纤维素酶活水平不是很高,但是该酶
的含量较高,这可能为后期子实体降解利用纤维素
提供基础。
3 讨论
许多研究表明,在菌丝从营养生长转化到子实
体发生发育的过程中,各种酶活性的变化与子实体
的发生发育有直接联系。有的酶活性在菌丝营养生
长期间保持低水平,而在子实体发生发育时增强
(王玉万和王云 1991;王玉万等 1992;陈锡时
等 1995;潘迎捷和郑志仁 1996;张金霞和左雪
梅 1996;倪新江等 2001;郑永标等 2003;张金
霞 2009)。本研究选取大宗栽培食用菌品种糙皮
侧耳CCEF89,通过栽培料生长研究其特性、平板
定性剖析其酶活特征、固体发酵探究其具体降解过
程以及栽培料多时间点定量测定酶活,从多角度了
解了该菌株的生理生化特性。
不同的处理不仅会导致营养生长期菌丝生长
速度的不同,也会影响日后子实体的发育。经过铜
离子处理的栽培料,菌丝生长速度快,其出菇时间
提前,出菇也较整齐。但过多的重金属富集会对人
们的健康生活带来影响。因此在糙皮侧耳栽培料来
源方面应该做好严格的监察和监督工作。而愈创木
酚处理过的菌株生长速度则偏慢,菌丝生长成熟的
过程也会因此而拖延。愈创木酚是木质素降解的某
个中间产物,因此过多的愈创木酚可能会对木质素
的降解过程起反馈调节的作用,不利于出菇的提
前。另外,还应该注意出菇阶段的湿度管理是尤为
重要的,直接决定是否现蕾、潮菇多少以及子实体
质量高低。
不同基质对菌丝的生长及产酶有很大的影响
作用。在诱导酶产生的培养基上,如ABTS、MnCl2
以及愈创木酚培养基,其生长速度均受到一定抑
制。原因可能是分泌酶活需要消耗一定ATP,会争
夺正在生长的菌丝的能量,使其速度变慢。且在
Mnp的分泌中,能够看到明显的循环周期,而不是
连续的分泌过程。
该菌株在降解利用基质时,首先对木质素进行
降解,同时伴随着对半纤维素的利用,10d以后开
始利用纤维素供菌丝的营养生长。其本身在菌丝生
长阶段纤维素酶活性相比半纤维素酶活性低,大部
分食用菌也是在营养生长阶段维持在较低水平,在
子实体阶段则突然增高。因此若加入一些纤维素酶
ISSN1672‐6472 CN11‐5180/Q Mycosystema July 15, 2015 Vol. 34 No. 4
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活性较高的微生物,也许可以将菌株的营养生长时
间缩短,从而促进原基的形成(杨民和 1997)。
Cu2+处理下的漆酶酶活水平较高,但羧甲基纤维素
酶则较低。在这个循环中,正是控制漆酶和纤维素
酶的基因在不停地交替作用,这种作用与营养物质
从菌丝输送到子实体的距离有关,这个过程可以看
成是碳从碳源(堆肥)向中介物(菌丝)再向聚集
物(子实体)的流动。
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