全 文 ：文章编号 :100028551 (2002) 0520289204
神舟号飞船搭载灵芝的酯酶同工酶
研究及生长速度测定
祁建军　陈向东　兰　进
(中国医学科学院　中国协和医科大学　药用植物研究所 ,北京　100094)
摘 　要 :利用神舟号飞船搭载 4 个灵芝菌株 ,研究了搭载组与地面对照组不同生长时
期的酯酶同工酶及菌丝体的生长速度 ,发现空间条件处理后灵芝菌丝体的酯酶同工
酶及生长速度均有不同的变化。其中 SX、S3 分别与对照组 CX、C3 的酯酶同工酶在
不同生长时期差异明显 ,而搭载株 SH、S4 与地面对照株 CH、C4 的酯酶同工酶差异不
明显。搭载株 S4 比地面对照株生长快 ,而搭载株 SX 比地面对照株生长较慢。S3、
SH与地面对照的生长速度无明显差异。
关键词 :灵芝 ;飞船搭载 ;酯酶同工酶 ;生长速度
收稿日期 :2001207203
作者简介 :祁建军 (1969～) ,男 ,助研 ,硕士生 ,主要从事药用植物生物技术的研究
灵芝 ( Ganoderma Lucidum L. )是我国医药宝库中的珍品。20 世纪 50 年代末期人工栽培灵
芝子实体成功 ,使得灵芝的药用和研究取得了重大进展。但是人工栽培灵芝的品种退化严重 ,
产量低 ,质量差。目前人工栽培的灵芝菌种主要是依靠国外引进或从野生灵芝中分离。
航天技术和太空搭载实验开辟了生物育种的新途径。在空间高真空、微重力、强辐射和超
洁净的条件下 ,生物生理生化及遗传特性都会发生不同程度的变化。已对酵母、芽孢杆菌、双
歧杆菌、香菇、侧耳及金针菇等分别进行了搭载实验[1～5 ] 。为了选育灵芝优质高产菌株 ,我们
于 1999 年 11 月利用神舟号宇宙飞船搭载 4 个灵芝菌株 ,同时设地面对照 ,返地后经生物学观
察及酯酶同工酶比较 ,初步筛选出变异菌株。
1 　材料与方法
111 　菌株
4 个灵芝菌株来源于中国医学科学院药用植物研究所 ,分别标记为 SX、SH、S3、S4 ,相应的
地面对照菌株分别为 CX、CH、C3、C4。
112 　方法
11211 　搭载实验 　将上述 4 个灵芝菌株分别接入特制的培养基中 ,25 ℃恒温培养 7d ,然后将
菌种在无菌条件下装入特制的聚丙烯塑料袋中 ,抽真空封口 ,搭载组装入微生物样品盒内 ,对
照组置于 4 ℃冰箱中。
11212 　酯酶同工酶的 PAGE分析 　分别取生长第 5、10、15d 的灵芝菌丝体 015～110g 制备电泳
982　核 农 学 报　2002 ,16 (5) :289～292Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
样品 ,加 3 倍体积的提取液 (011 M Tris2HCl ,pH810)研磨 ,8000rpm 离心 10min ,上清液即为粗提
液。整个过程在 4 ℃下进行。采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳 ,电极缓冲液为 Tris2甘氨酸 ,
pH817 ,分离胶 10 % ,浓缩胶 3 %。在 4 ℃恒温、稳压 300V 下 ,电泳 5～6h ,实验条件保持一致。
染色液 A 为 011M 磷酸缓冲液 (pH610) ,染液 B 是将 45mg 乙酸2α2萘酯、90mg 乙酸2β2萘酯
溶于 5ml 70 %丙酮 ,再加 120mg 固牢兰 ,溶于 100ml 的染液 A 中。待指示剂距凝胶底部 1cm
时 ,切断电源取出 ,先在染色液 A 中 37 ℃保温 30min ,再转入染色液 B 中 37 ℃保温 30～60min ,
待出现清晰酶带后及时测定酶带位置 ,7 %乙酸固定 ,照相。染色方法依照参考文献[6 ] 并稍作
修改。
113 　菌丝培养及生长速度的研究
飞船返地后 ,分别取搭载和对照菌株 ,接种于 PDA 培养基 ,25 ℃恒温培养。7d 后 ,转接到
PDA 培养基中 ,4d 后 ,用打孔器定量取样 ,分别接种在 15cm 的含 PDA 培养基中 ,25 ℃恒温培
养 ,待菌丝萌发后 ,每 2d 用卡尺测量 1 次菌丝生长量。
2 　结果与分析
211 　灵芝不同生长时期酯酶同工酶变化
图 1、图 2 和图 3 分别为菌丝体生长第 5、10、15d 时酯酶同工酶示意图。
图 1 表明 ,B 区 SX菌株比对照 CX菌株增加 2、3、5 号酶带 ,S3 菌株比对照 C3 缺失 2、3 号
酶带 ,增加 5、9 号酶带 ,S4 菌株比对照 C4 菌株缺失 5 号酶带 ,C 区 SX 菌株比对照 CX 菌株增
加 10 号酶带 ,SH菌株同 CH菌株未发现明显变化。
由图 2 可见 ,B 区 SX菌株比对照 CX菌株增加 2 号酶带 ,但缺失 4 号酶带 ,S3 菌株比对照
C3 菌株缺失 3 号酶带 ,但增加 9 号酶带 ,C区 SX菌株比对照 CX菌株缺失 7 号酶带。
图 1 　生长第 5d 的酯酶同工酶模式图
Fig. 1 　The model bands of esterase isozymes
of G. lucidum after 5d of growth
图 2 　生长第 10d 的酶酯同工酶模式图
Fig. 2 　The model bands of esterase isozymes
of G. lucidum after 10d of growth
　　图 3 表明 ,B 区 SX菌株比对照 CX菌株增加 2、3 号酶带 ;S3 菌株比对照 C3 缺失 2、3 号酶
带。C区 SX菌株比对照 CX菌株缺失 9 号酶带、增加 10 号酶带 ,S3 菌株比对照 C3 菌株增加 9
号酶带、缺失 10 号酶带 ,SH菌株同对照 CH 菌株 ,S3 菌株同对照 C4 菌株酶带未发现明显变
092 核　农　学　报 16 卷
化。
212 　搭载处理对灵芝菌丝生长的影响
图 3 　生长第 15d 的酯酶同工酶模式图
Fig. 3 　The model bands of esterase isozymes of
Ganoderma Lucidum after 15d of growth
SX菌丝体的生长速度比对照 CX慢
( t = 21 > t0101 = 41032 ,即 P < 0101 , n =
5) ;S4 菌丝体的生长速度快于地面对照
C4 ( t = 2411 > t0101 = 41032 , p < 0101 , n =
5) ,而 SH、S3 菌株的菌丝生长速度同地
面对照无差别。各菌丝生长情况见图
4。
3 　讨 　论
不同生长时期酯酶同工酶研究证
明 ,空间诱变对灵芝的遗传性状产生了
明显的作用。在 SX和 S3 灵芝菌丝体生
长的第 5、10、15d 位于 B 区的 2 号、3 号酶带 ,C区的 9 号酶带产生了稳定的酶谱变异。基因决
图 4 　飞船搭载与地面对照菌株的生长曲线
Fig. 4 　Growth curve of spacetraved Ganoderma lucidum and control
定了酶的形成 ,一个基因决定一种酶。可以推测 B 区的 2、3 号酶带是由同一基因位点的不同
等位基因编码 ,而 C区的 9、10 号酶带是由另一基因位点的等位基因编码[7 ] ;在灵芝的育种工
192　5 期 神舟号飞船搭载灵芝的酯酶同工酶研究及生长速度测定
作中可以将此两个位点作为基因变异和种间基因交流的突破。酯酶是生物体生长过程中一种
重要的蛋白质催化剂 ,是基因表达的产物 ,同工酶的变化说明空间条件诱导基因的变异 ,产生
新的变异菌株 SX、S3。
空间诱变对灵芝菌丝体的生长影响不同 ,SX菌株的生长减慢 ,S4 菌株的生长加快。菌丝
体的生长受调节新陈代谢酶和其它因素的综合影响。在本试验中虽然 SX、S4 菌株的酯酶没有
变化 ,但生长速度发生了变化 ,可能由于其它调节新陈代谢酶类改变引起的。
空间诱变育种是有别于传统的物理化学诱变育种的一种全新的高技术育种领域。利用神
舟号飞船搭载灵芝的酯酶同工酶及菌丝体生长实验结果表明 ,灵芝菌株受空间环境微重力、强
辐射等因子的作用 ,其生理生化 ,菌丝体的生长均有较明显的变化 ,可以作为高等药用真菌新
的育种途径。灵芝作为药用真菌 ,其空间辐射和微重力等空间条件对子实体、孢子生长及药效
成分的影响还有待于进一步研究。
参考文献 :
[1 ] 　Horneck G, BUcker H , Reitz G, et al . Microorganisms in the space environment . Science , 1984 ,225 :226～228
[2 ] 　贾士芳 ,郭兴华 ,周志宏 ,等. 利用返回式科学卫星选育优良双歧杆菌. 航天医学与医学工程 ,1996 ,9 (6) :407～411
[3 ] 　贾建航 ,李传友 ,金德敏 ,等. 香菇空间诱变突变体的分子生物学鉴定研究. 菌物系统 ,1999 ,18 (1) :20～24
[4 ] 　顾薇玲 ,杨蕴刘 ,等. 微重力和宇宙射线对某些微生物的影响. 植物生理学报 ,1989 ,15 (4) :397～402
[5 ] 　文华安. 卫星搭载担子菌生物学特性的研究. 菌物系统 ,1998 ,17 (4) :377～279
[6 ] 　胡能书 ,万贤国. 同工酶技术及其应用. 长沙 :湖南科学技术出版社. 1985
[7 ] 　王中仁编. 植物等位酶分析. 北京 :科学出版社 ,1998
STUDIES ON ESTERASE ISOZYMES AND MYCELIUM GROWTH SPEED OF
Ganoderma lucidum CARRIED BY SHENZHOU SPACESHIP
QI Jian2jun 　CHEN Xiang2dong 　LAN Jin
( Institute of Medicinal Plant , Chinese Academy of Medical Sciences , Peking Union Medical College , Beijing 　100094 , China)
ABSTRACT: The esterase isozymes and mycelium growth speed of four Ganoderma lucidum
strains carried by Shenzhou spaceship were studied. The results showed that different effects oc2
cured to esterase and mycelium growth speed. The SX、S3 esterase band had changed compared
with their control CX, C3 , respectively , but there were no differences between SH and CH, S4
and C4. The growth speed of S4 strain was faster than its control C4 , SX strain lower than its
control CX, and there were no difference between SH and CH, S3 and C3.
Key words :Ganoderma lucidum ; spaceship ;esterase isozyme ; growth speed
292 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2002 ,16 (5) :289～292