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金顶侧耳不同生长期几种胞外酶活性变化



全 文 :金顶侧耳不同生长期几种胞外酶活性变化
李 娟1 , 倪新江2 , 樊守金1 , 蔡德华3
(1.山东师范大学生命科学院 , 济南 250100;2.烟台大学生物化学系 , 烟台 264005;3.烟台
师范学院生命科学院 , 烟台 264025)
摘 要:用发酵的棉籽壳盆栽金顶侧耳 , 测定其生长发育期间的胞外酶活性变化。结果表明:金顶侧耳具有
完整的胞外纤维素酶系 ,胞外羧甲基纤维素酶(CMC 酶)、滤纸纤维素酶(FP 酶)和半纤维素酶(HC 酶)活性高
峰对应于子实体的生长发育期 ,胞外蛋白酶和果胶酶活性在原基出现后升高并一直维持在较高水平 ,胞外淀
粉酶 、漆酶和过氧化物酶活性均随栽培时间的延长逐渐下降。
关键词:金顶侧耳;生长期;胞外酶
中图分类号:S646.14   文献标识码:A   文章编号:1000-5684(2006)06-0619-04
Activity Changes of Several Extracellular Enzymes in Different Growth
Periods of Pleurotus citrinopileatus
LI Juan1 , NI Xin-jiang2 , FAN Shou-jin1 , CAI De-hua3
(1.College of Life Science , Shandong Normal University , Jinan 250014 , China;2.Department of Bio-
chemistry ,Yantai University ,Yantai 264005 , China;3.College of Life Science ,Yantai Teacher′s Col-
lege ,Yantai 264025 , China)
Abstract:Activity changes of several extracellular enzymes were determined in different growth periods of
Pleurotus citrinopileatus cultivated on fermented cotton seed hull compost in flowerpot.The results showed
that the fungus had a complete set of extracellular cellulase.The activity peaks of extracellular CMCase
(carboxymenthel cellulase), FPase(filter paper cellulase)andHCase(hemicellulase)all appeared in the
period between primordial formation and fruit-body maturity.The activity of extracellular protease and
pectase increased steeply between primordial formation period and fruit-body maturity period and it re-
tained high until the end of cultivation.The activity of extracellular amylase , laccase and peroxidase was
comparatively high at the mycelial growth stage , and gradually decreased afterwards.
Key words:Pleurotus citrinopileatus;growth stage;extracellular enzyme
  金顶侧耳又名榆黄蘑 ,色泽艳丽 ,肉质脆嫩 ,
营养丰富 ,并且具有一定的药用价值。1974 年 ,
王柏松等人成功分离了金顶侧耳菌种[ 1] ,此后 ,在
我国东北等地区开始了人工栽培[ 2] 。近年来 ,在
全国范围内已形成了一定的栽培规模 。目前 ,有
关金顶侧耳的栽培技术[ 3] 、遗传[ 4-5]及化学成分[ 6]
等已有研究 ,而有关其胞外酶活性变化尚未见报
道。本试验以棉籽壳为主料 ,培养料发酵后采用
盆栽法测定了金顶侧耳头两潮菇期间 9种胞外酶
活性的变化 ,这对于了解金顶侧耳的胞外酶分泌
特点 、活性大小及动态变化 ,推测该真菌在不同生
长发育阶段对培养料中纤维素 、半纤维素 、木质
素 、淀粉等大分子营养成分的降解动态有一定的
意义 。
1 材料与方法
1.1 菌种
金顶侧耳(Pleurotus citrinopileatus sing.)为烟

通讯作者
基金项目:山东省科技厅资助项目[ 鲁农科字(2001)500号]
作者简介:李 娟(1965-),在读硕士 ,主要从事食用菌营养生理研究。
收稿日期:2006-04-12  修回日期:2006-06-15
 第 28卷第 6 期 吉 林 农 业 大 学 学 报 Vol.28 No.6 
 2006 年 12月 Journal of Jilin Agricultural University December 2006 
台大学生物化学系食用菌实验室保存菌种。
1.2 试剂
羧甲基纤维素钠 、木聚糖 、果胶和半乳糖醛酸
为Sigma公司产品 , 滤纸为杭州宫阳特种纸厂生
产 ,其他试剂为国产分析纯。
1.3 培养料配方及发酵
培养料配比:棉籽壳 86.5%,麸皮 10%,石膏
1%,石灰 2.5%。按常规方法发酵 6 d 。
1.4 栽培方法
将塑料花盆(高 18 cm ,盆口直径 19 cm)用质
量分数为 0.1%的高锰酸钾消毒后 ,向盆中均匀
撒入少量棉籽壳原种 ,然后 ,将发酵料装入盆中
(每盆装料 1.35 kg ,折合干料约 550 g),并在料表
面接入少量菌种 ,每盆接种量约为 5%。菌丝生
长温度与出菇后温度均为 23℃,出菇管理按常规
方法 。
1.5 取样时间及粗酶液的提取
接种后 ,分别于菌丝生长期(第 5 ,10 d)、原基
期(第 14 d)、幼菇期(第 18 d)、开伞期 (第 20 d)、
菇潮间期(第 27 d)、二潮菇原基期(第 30 d)、二潮
菇幼菇期(第 34 d)、二潮菇开伞期(第 36 d)、二潮
菇间期(第 43 d)取培养基 20 g ,加蒸馏水 100mL ,
20℃浸提 4 h ,过滤后 ,4 000 r/min离心 10 min ,上
清液即为粗酶液 。
1.6 酶活性的测定方法
分别参照文献[ 7-13]的方法测定 9种胞外酶
活性:滤纸纤维素酶(FP 酶)活力单位为:1 g干培
养物中的酶量与底物作用 60 min释放出 1 mg 葡
萄糖为 1个活力单位;果胶酶活力单位为 1 g 干
培养物中的酶量与底物作用 30 min 释放出 1 mg
半乳糖醛酸为 1个活力单位;羧甲基纤维素酶
(CMC 酶)、β-葡萄糖苷酶 、淀粉酶活力单位均为
1 g干培养物中的酶量与底物作用 30 min释放出
1 mg葡萄糖为 1个活力单位;半纤维素酶(HC 酶)
活力单位为 1 g 干培养物中的酶量与底物作用
30 min释放出 1 mg木糖为 1个活力单位;漆酶活
力单位为1 g 干培养物中的酶量每分钟使OD600值
改变 0.01为 1个活力单位;过氧化物酶活力单位
为1 g 干培养物中的酶量每分钟使 OD470值改变
0.01为1个活力单位 。蛋白酶活性在 pH 7.2条
件下测定 ,酶活力单位为 1 g 干培养物中的酶量
每分钟作用于底物释放出的三氯乙酸可溶物 ,其
Foling 试剂呈色度与 1μg 酪氨酸相当时为 1个活
力单位。
2 结果与分析
2.1 CMC酶 、FP酶和 β-葡萄糖苷酶活性变化
由图 1可见:(1)金顶侧耳在棉籽壳培养基上
生长期间均能测出胞外 CMC 酶 、FP 酶和 β-葡萄
糖苷酶活性。(2)CMC 酶在菌丝生长初期活性最
低(5.2 U),头潮菇幼菇期活性最高(25.4 U);FP
酶在二菇潮间期活性最低(4.4 U),头潮菇幼菇期
活性最高(15.8 U)。从总体上看 ,CMC酶和FP酶
的活性高峰与子实体的生长发育期相对应;β-葡
萄糖苷酶在整个栽培期间没有明显的活性高峰出
现。
—□─CMC酶 CMCase;─△─FP 酶 FPase;─○─β-葡萄糖
苷酶β-glucosidase
图 1 不同生长期金顶侧耳胞外 CMC酶 、FP酶和 β-
葡萄糖苷酶活性变化
Fig.1.Activity of extracellular CMCase , FPase andβ-
glucosidase from Pleurotus citrinopileatus cul-
tivated
2.2 HC酶 、淀粉酶 、果胶酶活性变化
由图 2可见:(1)在菌丝生长阶段 ,HC 酶活性
在 5.6 ~ 7.7 U ,在幼菇期酶活性高达48.9 U ,在头
潮菇子实体成熟期 ,酶的活性仍维持在较高水平 ,
在菇潮间期 ,酶活性下降 ,在二潮菇子实体生长发
育期 ,酶活性又升高并维持在较高水平(35.9 ~
36.7 U)。总之 ,HC 酶的活性高峰与子实体生长
发育期对应。(2)在菌丝生长初期 ,淀粉酶活性为
16.5 U ,10 d 后升至 34.5 U ,在幼菇期 ,酶活性高
达 41.3 U ,并且较高的淀粉酶活性一直维持到头
潮菇子实体成熟 ,以后随栽培时间的延长逐渐下
降。(3)果胶酶除在菌丝生长初期和头潮菇原基
期活性较低外 ,在其他生长期一直维持在较高水
620  吉 林 农 业 大 学 学 报 2006 年
平。
─△─HC 酶 Hcase;—□─淀粉酶 Amylase;─○─果胶酶
Pectase
图 2 不同生长期金顶侧耳间胞外 HC 酶 、淀粉酶和
果胶酶活性变化
Fig.2.Activity of extracellular HCase , amylase and
pectase from Pleurotus citrinopileatus culti-
vated
2.3 漆酶 、过氧化物酶活性变化
由图 3可见 ,漆酶和过氧化物酶具有基本相
同的活性变化趋势 ,即这 2种酶均在栽培前期活
性较高 ,在栽培过程中这 2种酶的活性有时上升 ,
有时下降 ,但总体上均随栽培时间的延长逐渐下
降 ,漆酶由 30.3 U下降至 6.4 U;过氧化物酶由
25.4 U下降至 7.5 U。
—□─漆酶 Laccase;─△─过氧化物酶Peroxidase
图 3 不同生长期金顶侧耳胞外漆酶和过氧化物酶
活性变化
Fig.3.Activity of extracellular laccase and peroxidase
from Pleurotus citrinopileatus cultivated
2.4 蛋白酶活性变化
由图 4可见 ,在头潮菇原基形成期以前 ,蛋白
酶活性较低 ,原基出现后 ,酶活性迅速升高 ,在幼
菇期酶活性高达 617 U ,并且较高的蛋白酶活性一
直维持到二潮菇结束 。
图 4 不同生长期金顶侧耳间胞外蛋白酶活性变化
Fig.4.Activity of extracellular protainase from Pleuro-
tus citrinopileatus cultivated
3 讨 论
在金顶侧耳整个生长期间均能测出胞外
CMC酶 、FP酶和 β-葡萄糖苷酶活性 ,这表明金顶
侧耳胞外纤维素酶系完整 ,这一结果与巴西蘑菇
(Agaricus blazei)等食用菌相似[ 14] 。金顶侧耳具有
较快的菌丝生长速度 ,可能与其具有完整的胞外
纤维素酶系有关。
在本试验条件下 ,金顶侧耳从原基出现到子
实体成熟仅需 6 d时间 ,子实体的生长发育较快 ,
这与金顶侧耳的胞外 CMC酶 、FP酶和HC 酶活性
总体上对应于子实体的生长发育期以及蛋白酶和
果胶酶在头潮菇原基出现后一直维持在较高水平
有关。在子实体的生长发育期 ,胞外 CMC酶 、FP
酶 、HC 酶 、蛋白酶和果胶酶活性的增加有利于菌
丝细胞对纤维素 、半纤维素 、蛋白质 、果胶质等大
分子物质的降解 ,满足子实体生长对碳 、氮源的需
求 ,促进子实体的生长发育 ,这与人们对同属的糙
皮侧耳(Pleurotus ostreatus)[ 15-16] 及不同属的许多
大型食用伞菌的研究结果一致[ 14 ,17-20] 。另外 ,蛋
白酶和果胶酶在菇潮间期也维持在较高水平 ,这
对于菇潮间期菌丝细胞的恢复性生长和营养积累
都十分有利。
淀粉是真菌易利用的碳源 ,本研究中金顶侧
耳淀粉酶总体上在其栽培前期活性较高 ,在栽培
后期活性较低 ,这与巴西蘑菇(Agaricus blazei)[ 14] 、
鸡腿菇(Coprinus comatus)[ 18] 、灰树花(Grifola fron-
dosa)[ 19]等食用菌相似 。这表明培养基中的淀粉
可能主要在栽培前期被金顶侧耳利用 ,栽培后期
利用较少 。
621 第 28卷 第 6 期 李 娟等:金顶侧耳不同生长期几种胞外酶活性变化
本研究中 ,金顶侧耳的漆酶和过氧化物酶活
性均随栽培时间的延长逐渐下降 ,这与巴西蘑菇
(Agaricus blazei)等食用菌种的情况相似[ 14 , 17-19] 。
这表明木质素的降解可能随食用菌栽培时间的延
长逐渐减少。
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