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Effect of companion fungus on hyphal growth and polysaccharide content of Polyporus umbellatus

伴生菌对猪苓菌丝生长及多糖含量的影响



全 文 :伴生菌对猪苓菌丝生长及多糖含量的影响
邢晓科,郭顺星
(中国医学科学院 药用植物研究所,北京 100094)
[摘要] 目的:研究伴生菌对猪苓菌丝的生物量及多糖含量的影响。方法:将伴生菌的胞内及胞外成分添加
到猪苓的液体发酵体系中,发酵培养结束后测定猪苓菌丝的生物量及多糖含量。结果:添加伴生菌菌丝体及适量
的未经灭菌的伴生菌发酵液可显著提高猪苓菌丝的生物量,而添加经灭菌的伴生菌发酵液可显著降低猪苓菌丝的
生物量;添加伴生菌菌丝体及发酵液均可显著提高猪苓菌丝多糖含量,而显著降低猪苓胞外多糖含量。结论:伴生
菌的胞内及胞外成分可在今后猪苓发酵生产时有选择地利用。
[关键词] 猪苓;伴生菌;菌丝生长;多糖含量
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)13157504
[收稿日期] 20070508
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30470042)
[通讯作者] 郭顺星,Tel:(010)62829619,Email:sxguo@im
plad.ac.cn
  猪苓 Polyporusumbelatus(Pers.)Fr.属多孔菌
科真菌,其菌核入药俗称“猪苓花”或“千层蘑菇”,
20世纪70年代,日本学者首先从猪苓菌核中分离
出了猪苓多糖,并证明它对动物移植性肿瘤有抑制
作用[1]。现已证明,猪苓多糖具有免疫刺激作用,
可提高人体免疫力[2],对肺癌、宫颈癌、肝癌等多种
癌症都有一定疗效[35]。同时,猪苓多糖在治疗慢性
传染性肝炎[6]和抗放射[7,8]等方面也有良好的效
果,我国20世纪80年代已有猪苓多糖注射液、猪苓
多糖胶囊等产品问世,并在临床及日常保健中广为
应用。随着猪苓药用范围的扩大,加之缺乏有效的
管理,乱采滥挖导致猪苓野生资源锐减,已很难满足
市场需求。
目前已有通过发酵法生产猪苓菌丝及多糖的报
道[9],亦有研究其他真菌发酵液对猪苓菌丝生长及胞
外多糖含量的影响[10]。而在作者近期的研究中,分
离到一株与猪苓菌核分化密切相关的伴生菌,与伴生
菌共培养一段时间后,猪苓能由菌丝分化出菌
核[11,12],分子序列比较表明伴生菌与猪苓有着极高的
分子亲缘关系[13];在伴生菌作用下,猪苓由菌丝分化出
的菌核与野生菌核从形态学上相比并无大的差异[14]。
1 材料与方法
1.1 菌种来源 猪苓菌种分离自山西古县野生猪
苓,经本所郭顺星研究员鉴定为猪苓菌株;伴生菌菌
种分离自山西古县野生猪苓穴中,猪苓与伴生菌菌
种均由本研究室保存。所用实验材料为:麦麸培养
基平板培养1个月的猪苓菌丝及麦麸液体培养基培
养1个月的伴生菌菌丝体及发酵液。
1.2 培养基 基本培养基为麦麸液体培养基,组成
(g·L-1):麦麸30,葡萄糖20,KH2PO43,MgSO4·
7H2O15。
1.3 实验设计 本实验共分以下几组处理:A组为
加入未经灭菌的伴生菌发酵液;B组为加入经灭菌
的伴生菌发酵液;F组为加入精细研磨后的伴生菌
新鲜菌丝体。每组3个处理,每个处理4次重复。
采用500mL三角瓶,麦麸液体培养基,每瓶装200
mL,A,B组中基本培养基体积则为200mL减去相
应所要加入的伴生菌发酵液的体积。对于所加伴生
菌发酵液中的可溶性糖含量需进行测定,以麦麸培
养基的可溶性糖为标准,以葡萄糖调节使其糖含量
与麦麸培养基相同。
A组:基本培养基灭菌后,加入新鲜的伴生菌发
酵液,加入前的伴生菌发酵液需经无菌滤纸过滤以
去除伴生菌菌丝体,在超净工作台中进行。
B组:向配制好的基本培养基中添加相应体积
的伴生菌发酵液后进行灭菌处理。
F组:向基本培养基中添加相应质量的伴生菌
的菌丝体后进行灭菌处理。所加伴生菌菌丝体为液
体培养的菌丝球,用蒸馏水冲洗干净,吸干表面水
分,称重后于研钵中精细研磨。
对照组:为不添加任何伴生菌成分的基本培养基。
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1.4 接种 取猪苓平板培养菌种,用05cm直径
的打孔器沿平板菌种的外围打孔,每瓶接6片。22
℃黑暗摇瓶培养,120r·min-1。
培养1个月后收获,抽滤收集猪苓菌丝体及发
酵液,滤后的菌丝体用蒸馏水冲洗数次,置50℃烘
箱中彻底烘干后精确称重。
1.5 菌丝体及发酵液多糖制备与含量测定 猪苓
菌丝内的粗多糖提取与测定:精称01g菌丝体干
粉置15mL离心管中,加入适量水,80℃水浴40
min,其间剧烈震摇数次,4000r·min-1离心收集上
清,向沉淀中加水继续浸提,重复3次。合并上清,
加无水乙醇沉降多糖。
猪苓胞外粗多糖的提取及测定 取一定体积的
发酵液4000r·min-1离心5min,取上清40mL浓
缩至5mL,取015mL浓缩液加无水乙醇使乙醇终
浓度达80%,沉降10h,4000r·min-1离心10min,
沉淀用75%乙醇冲洗离心数次后溶于水中,准确定
容至 1mL。多糖含量的测定采用苯酚硫酸
法[15,16],测样量为25μL。
2 结果
2.1 各组处理收获后猪苓菌丝干重 由表1可以
看出,A组中20mL和60mL两个水平能提高猪苓
菌丝的生物量,分别提高139%和41%;100mL水
平能降低猪苓菌丝的生物量,降低108%。数据统
计分析表明:20mL水平能显著提高猪苓菌丝生物
量、60mL水平能极显著提高猪苓菌丝生物量、100
mL极显著降低猪苓菌丝生物量。
B组3个水平均能降低猪苓菌丝生物量,分别
表1 伴生菌菌丝体及发酵液对猪苓菌丝生物量的影响
组别
每瓶加入量
/mL
每瓶猪苓菌丝干重/mg
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
均值 P
A 20 418 386 411 393 402 <005
  60 458 554 472 508 498 <001
  100 323 313 305 319 315 <001
B 20 318 291 309 298 304 <005
  60 254 330 295 289 292 <001
  100 213 229 255 247 236 <001
F1) 10 452 448 441 459 450 <001
  25 496 455 474 435 465 <001
  40 483 473 461 467 471 <001
对照组 - 333 373 360 346 353  
  注:1)F组每瓶加入量的单位为g(表2,3同)
降低139%,173%,332%。数据统计分析表明
这3个水平与对照相比均具有极显著性差异;在这
3个水平之间,20mL和60mL之间不具显著性差
异,而和100mL之间具显著性差异。
F组 3个水平均能显著提高猪苓菌丝的生物
量,分别提高275%,317%,334%。数据统计分
析表明这3个水平与对照相比均具有极显著性差
异;在这3个水平之间,1g和25g之间不具显著
性差异,25g和40g之间不具显著性差异,而1g
和40g之间具显著性差异。
2.2 各组处理收获后猪苓菌丝内的多糖含量 由
表2可看出,A,B,F3组中所有处理均可提高猪苓
菌丝内多糖含量。A组的20,60,100mL这3个水
平对猪苓菌丝内多糖含量分别提高82%,886%,
782%。B组的3个水平对猪苓菌丝内多糖含量分
别提高406%,541%,349%。F组的1,25,4g
这 3个水平对猪苓菌丝内多糖含量分别提高
279%,345%,354%。
  数据统计分析表明:A,B,F3组内各水平处理
的猪苓菌丝内多糖与对照组相比均具有极显著性差
异。在A组内部,60mL水平较20mL水平具有显
著性差异,较100mL水平具有极显著性差异,而20
mL和100mL水平之间并不具显著性差异。在 B
组内部,60mL水平较20mL和100mL水平具有极
显著性差异,而20mL和100mL水平之间也不具显
著性差异。A,B两组在同水平上相比,都具有极显
著性差异。在F组内部,4g水平较1g水平具有显
著性差异,而较25g水平则不具显著性差异;25g
水平和1g水平之间也不具显著性差异。
各组间方差分析表明,A组较 B组及对照组具
显著性差异,B组和 F组分别较对照组也具显著性
差异。说明,无论加入伴生菌发酵液(活体或灭活)
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   表2 伴生菌菌丝体及发酵液对猪苓菌丝多糖量的影响
组别
每瓶加入量
/mL
猪苓菌丝中的多糖含量/%
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
均值
A 20 4145 4192 4160 4183 417
  60 4301 4432 4330 4217 432
  100 4100 4082 4043 4108 408
B 20 3235 3208 3251 3186 322
  60 3664 3390 3516 3550 353
  100 3216 3098 3085 2980 309
F 10 3065 2648 3022 2993 293
  25 3092 3065 3102 3061 308
  40 3072 3125 3072 3151 310
对照组 - 2310 2272 2280 2298 229
  注:A,B,F组与对照组相比P<001
及菌丝体均对猪苓菌丝多糖含量的提高有显著性影
响,其中加入活体伴生菌发酵液提高幅度最大。
2.3 各组处理收获后猪苓的胞外多糖含量 由表
3可以看出,A,B,F组内各水平均能降低猪苓发酵
液中多糖含量。A组的20,60,100mL这3个水平
对猪苓发酵液内多糖含量分别降低29%,636%,
691%。B组的3个水平对猪苓发酵液内多糖含量
分别降低87%,322%,663%。A,B组中均有一
个趋势,即随着伴生菌发酵液加入量的加大,猪苓发
酵液中的多糖含量愈低。F组的1,25,4g这3个
水平对猪苓发酵液内多糖含量分别降低 270%,
184%,641%。
表3 伴生菌菌丝体及发酵液对猪苓胞外多糖含量的影响
组别
每瓶加入量A,B
/mL
猪苓菌丝中的多糖质量浓度/g·L-1
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
均值 P
A 20 1720 1564 1574 1611 1617 <001
  60 0800 0861 0832 0825 0829 <001
  100 0722 0748 0652 0700 0705 <001
B 20 1950 2214 2030 2118 2078 <005
  60 1646 1498 1520 1511 1543 <001
  100 0779 0805 0761 0727 0768 <001
F 10 1741 1598 1652 1667 1664 <001
  25 1876 1846 1850 1862 1858 <001
  40 0836 0805 0783 0844 0817 <001
对照组 - 2310 2272 2279 2248 2277  
  数据统计分析表明:除 B组中20mL水平与对
照相比具显著性差异外,其余各组处理与对照相比
均具有极显著性差异。A组、B组和 F组内部各水
平处理之间都具极显著性差异。A,B2组在20及
60mL2两个水平上相比亦具有极显著性差异,而
在100mL的水平上不具显著性差异。
3 讨论
由以上结果可以看出,伴生菌对猪苓的生长是
有一定的影响。目前已有文献报道假单胞杆菌、灵
芝、金针菇等几种菌的发酵液对猪苓菌生长及胞外
多糖含量的影响[10],发现在猪苓菌丝培养过程中加
入这几种菌发酵液对其生长具有促进作用,并能提
高猪苓胞外多糖含量,这几种菌的发酵液都是经过
灭菌处理的。而作者发现当加入经灭菌的伴生菌发
酵液时,对猪苓的生长有明显的抑制作用,可能由于
伴生菌发酵液经过灭菌处理后,其中一些活性成分
受到高温破坏失去活性,亦或转变为其他抑制物质
从而抑制猪苓菌丝的生长。当加入适量未灭菌的伴
生菌发酵液时,对猪苓的生长有一定的促进作用,只
是其加入超过一定量时,就表现出明显的抑制作用。
伴生菌菌丝体和发酵液均能显著提高猪苓胞内
多糖含量。加入未经灭菌的伴生菌发酵液较加入伴
生菌菌丝体及经灭菌的发酵液对猪苓菌丝内多糖含
量的提高作用更为明显。而为何加入经灭菌的伴生
菌发酵液一方面抑制猪苓菌丝的生长,另一方面却
能显著提高猪苓菌丝内的多糖含量,作者认为伴生
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菌的胞外成分中确实存在着促进猪苓菌丝多糖累积
的成分,只是这类成分经高压灭菌处理后其促进猪
苓菌丝多糖累积的作用有所下降。尽管经过灭菌处
理的伴生菌发酵液对猪苓菌丝的生长有一定的抑制
作用,但却能提高猪苓菌丝的多糖含量。
伴生菌菌丝体和发酵液均能显著降低猪苓菌丝
胞外多糖含量,伴生菌发酵液经灭菌和未经灭菌在
加入量的同一水平上相比,未经灭菌的伴生菌发酵
液对猪苓胞外多糖分泌的抑制作用要强一些,这说
明伴生菌发酵液中存在一些抑制猪苓胞外多糖产生
的活性物质,而这些活性物质经过高温灭菌处理后
其理化性状发生了改变,其活性也随之降低。由此
可见,伴生菌的胞外成分可以明显促进猪苓菌丝内
多糖的累积,而抑制猪苓胞外多糖的产生,据此可以
明确伴生菌作为猪苓菌核分化的有效生物因子在促
进猪苓菌核形成前,与猪苓菌丝的相互作用可使猪
苓菌丝内多糖类成分明显提高。
以上研究明确了伴生菌的胞内及胞外成分对猪
苓的生长和物质累积的影响,适量的伴生菌胞内及
胞外成分可以明显提高猪苓菌丝的生物量及多糖含
量,伴生菌胞内及胞外成分可在今后猪苓发酵生产
时有选择地利用。
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Efectofcompanionfungusonhyphalgrowthandpolysaccharidecontentof
Polyporusumbelatus
XINGXiaoke,GUOShunxing
(InstituteofMedicinalPlantDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciences,Beijing100094,China)
  [Abstract] Objective:TostudytheefectsofcompanionfungusonhyphalgrowthandpolysaccharidecontentofPolyporusumbel
lata.Method:Themyceliaandculturefiltrateofcompanionfunguswereaddedtotheliquidculturesystem,andthebiomassyieldand
polysaccharideofP.umbelatusweremeasured.Result:Myceliaandappropriateunsterilizedculturefiltrateofcompanionfunguscould
enhancethebiomassyieldofP.umbelatussignificantly,whilesterilizedculturefiltrateofcompanionfunguscoulddecreasethebiomass
yieldofP.umbelatussignificantly.Eithermyceliaorculturefiltrateofcompanionfunguscouldincreasetheintracelularpolysaccharide
contentofP.umbelatussignificantly.Atthesametime,theyalsocoulddecreaseextracelularpolysaccharidecontentofP.umbelatus
evidently.Conclusion:ThemyceliaandculturefiltrateofcompanionfunguscouldbeusedinfurtherfermentationofP.umbelatus.
[Keywords] Prifolaumbelatus;companionfungus;hyphalgrowth;polysaccharidecontent
[责任编辑 王亚君]
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