全 文 ：第 2期 1 09 5年 河北大学学报 (自然科学版 )
构菌 营养 生 理 的 研 究
郭淑洁 李田春 王玉万
(生物系 ) (本溪师范专科学校生物系 , 辽宁 )
摘 要
测定了 5 株构菌 ( 绒火菇 〔F l a m m u l i n a v e l u t i p e s 〕 ) 在木屑麦 鼓基
物上生长过程中 , 基物中有机质及木质纤维素的降解和几种胞外多糖分解酶活
性的变化 。 结果表明 , 构菌能够分解纤维素和半纤维素 。 但在栽培条件下构菌
分解纤维素和半纤维素的能力很弱 , 木质素几乎不被降解利用 。 故利用锯末一
麦裁培养基栽培构菌时 , 麦鼓是构菌的主要营养源 ( 碳源和氮源 ) 。 另外不 同
菌株分解基物中有机质的能力也不同 。
构菌的木聚糖酶 、 梭甲基纤维素酶和淀粉酶活性均较高 , 该三种酶活性存
在于构菌整个生长周期 。
关键词 : 构菌 , 木质纤维素 , 淀粉酶 , 狡甲基纤维素酶 , 半纤维素酶 。
为了深入研究构菌的营养生理 , 本文测定了 5 株构菌在木屑一麦款培养基上生长期
间其基物中木质素 、 半纤维素 , 纤维素的降解 , 基物失重量以及几种胞外多糖分解酶的
活性变化 。 结果总结如下 。
1
. 材料与方法
1
.
1 菌种
菌株 F : 为保定 l 号 , 菌株 F Z原引 自日本 , 菌株 F 3 为由中国科学院微生物研究所 引
进的 A S 5 . 80 , 菌株F 4为 “ 三明 1号 ” , 菌种 F 。为四川的W , : 菌株 。
1
.
2 培养
于 2 5 o m l三角瓶 中加入 2 0 . 0 0阔叶树锯木屑 , 5 . 0 0 9麦鼓 , 水 s o m l , 1 2 1℃灭 菌 1小
时 , 接入木屑种块一块 ( cI m “大小 ) , 25 ℃培养 18 天 , 而后于 15 ℃进行培养。
1
.
3 组分分析
培养不同时间基物失重和木质素 , 半纤维素 , 纤维素含量的测定均按文献 〔 l ) 中
方法进行 。
1
.
4 酶活性测定
淡甲基纤维素酶 ( 简写为 “ C W C酶 ” ) , 滤纸酶 ( 简称为 “ F P酶 ” ) , 木聚糖酶
( 简写为 “ X 。 : 。 ” ) 、 淀粉酶 ( 简写为 “ A 。 , e ” ) 的活性均按文献 〔 2 〕 , 〔 3 ) 中
本文 1 9 5 8年 1 0月 2 0 日收到 , 1 0 5 9年 l 月 16 日修 回 。
3 6 , 河北大学学报 ( 自然科学版 ) 1 9 5 。年 第 2 期
灼方招卜少签行测定 。 C M C酶的活力单位为 :
力单仁又 1 U 萄糖 /止 .1 9干曲。
二 l!勺。 八 。 、 : 护
J 二 l m g葡
亏力单位为
I U 一 1二 g葡萄精 / 3 。二 i n · 1 9 二;: 曲 。 F P 酶活
X
。 。 。 活力单位关 : I U , i扣 g木娜 / 3。 :门 i n ·加
I U一 1 0 9葡萄特 ,s/ 0 ln i n · 19干 约 。
2
. 结果与讨论
2
.
1旅物的降解
2
.
!
.
1培养基失重 : 在菌丝体阶段 , 培 养基失重呈是自于 菌 丝 体 呼 吸 作 用 导
玫墓物 中有机质分解而转化力 C O Z和水 。故测定菌丝体阶段培养墓失重 ,可 了解菌丝体发
育期间的呼吸强度 。 菌体的呼吸强度是衡最菌体营养代谢强度的一个重要指标 。研究结果
表 明 ( 见表 1 ) : ( l ) 5 个菌株均在菌丝体迅速生长阶段呼吸作用较强 , 在 此 期 问
( o 一19 天 ) , 由于呼吸作用消耗掉的基物有机质占基物的 7一 l 。%左右 , 而在菌丝体
长满基质后 , 呼吸作用 明显下降 , 此阶段 ( 19 一 52 天 )由于呼吸而消耗掉的有机质仅为基
物灼 3 一 4 %左右 (由基物失重量减去子实体干重量而求得 ) 。 由此可见 , 构菌菌丝体迅
速生 一长期的呼吸强度是后期的 2 倍左右 。 这与前文研究结果一致 ( “ ) 。 菌丝体布满 基 质
后呼吸下降的原因是 : 当菌丝体长满基物时其菌丝尖端停止 ( 或很少 ) 伸长和劳枝 , 即
己完成 了迅速生长期 , 因而幼龄菌丝减少 , 故呼叹能力显著下降。 本 研究表 明 , 构菌菌
丝只有幼嫩几菌丝尖端 , 亦即幼龄菌丝 ( l 一 3 天 ) 才有较强的呼吸能力。 也可熊与后
期培养温度伯低 ( 1迄一 1 5 ℃ ) 有关 。 ( 2 ) 从表 l 还可以看出 , 不沁菌株发茵期分解墓
物的能力明显不 同 , 以 F ,和 F Z分解基物乙馆旨力较强 , F S次之 , F 。 、 F 4 分解能力最弱 。
实验过程中观察到 F ,和 F : 子实体发生较晚 ( 在培养功天 以后才形成子实体原基 ) , 而
F
: 、
F 、 在培养 : : 天对就形成了子实体原墓 , F 。于 26 天左右发生子实体 。 这 一 结 果 表
明: 菌株分解基物附能力与其子实体发生的时间具有相关关系 。 我们在黑木耳 、 滑菇 、
香菇等菌株“ 研究中也发现了类似 冲情况 〕 几初期分解基钩强的茵株 ( 必绩是同种间不
冈菊株迸行 比较 ) 子实体形成里_时冲都较分解物能力弱的菌株晚 。 我们在用 滑 菇 、 香
菇 、 黑木耳 , 糙皮侧耳为实验菌株 、 采用了不同曲培养基进行比较研究时发现 : 同一菌
沫在不 ; l连培井料上生长时 , 分解基物的能力不同 , 子实体发生时间不 同 , 在有机质分解
较少介培养料上子买体发生较 一旱; 伙基物 中氮素含遥全偏高时 。 菌丝体生长旺盛 , 基物失
重较多 , 子实体发生较晚 。 这些现象说明 : 菌株的营养代谢强度即是菌株自身龄固有特
性 , }司以也受环境条件 ( 温度 、 湿度 , 基质物理结构和化学组织等 ) 的影响 , 并且其营
养代谢强度对其生殖生长发育也有一 定豹影响 , 尤其是对前体由营养生长过渡到生殖生
长 耳仃重要淤调拉作用 。 对于这 一具 j汀普遍性的规律的进一步搞清 , 对筛选优良菌株和
汁 泞: :参足沁菌权去优选最佳培养基和培养条件将是十分有用的 。
2
.
1
.
2 木质纤维素的降解 : ( 1 ) ;女表 2 可见 : 为菌能够分解利用半纤维素和纤
维素 , 而木质素几乎不被降解 。 但在栽培条件下其纤维素和半纤维素的降解 量 是 较 低
的 。 其原因主要是与培养温度较低 ( 在菌丝体长满基质后便于 15 ℃培养 ) 朴构菌本身分
解 水听素热能力极弱有关 。 ( 2 ) , F : 菌株获、 例 ` 将表 2 中培养犯天时纤红二素 减 少 量
( :
. 补 ; ; 、 伙 卜半井 挤素诚少节,一 _ ( 。 . 8 3 9 ) 贝柱等于 2 . 61 ; , 而培养犯天期问 基 物 失 重 子丈
36, 河北大学学报 ( 自然科学版 ) 1 9 5 。年 第 2 期
灼方招卜少签行测定 。 C M C酶的活力单位为 :
力单仁又 1 U 萄糖 /止 .1 9干曲。
二 l!勺。 八 。 、 : 护
J 二 l m g葡
亏力单位为
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。 。 。 活力单位关 : I U , i扣 g木娜 / 3。 :门 i n ·加
I U一 1 0 9葡萄特 ,s/ 0 ln i n · 19干 约 。
2
. 结果与讨论
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1旅物的降解
2
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1培养基失重 : 在菌丝体阶段 , 培 养基失重呈是自于 菌 丝 体 呼 吸 作 用 导
玫墓物 中有机质分解而转化力 C O Z和水 。故测定菌丝体阶段培养墓失重 ,可 了解菌丝体发
育期间的呼吸强度 。 菌体的呼吸强度是衡最菌体营养代谢强度的一个重要指标 。研究结果
表 明 ( 见表 1 ) : ( l ) 5 个菌株均在菌丝体迅速生长阶段呼吸作用较强 , 在 此 期 问
( o 一19 天 ) , 由于呼吸作用消耗掉的基物有机质占基物的 7一 l 。%左右 , 而在菌丝体
长满基质后 , 呼吸作用 明显下降 , 此阶段 ( 19 一 52 天 )由于呼吸而消耗掉的有机质仅为基
物灼 3 一 4 %左右 (由基物失重量减去子实体干重量而求得 ) 。 由此可见 , 构菌菌丝体迅
速生 一长期的呼吸强度是后期的 2 倍左右 。 这与前文研究结果一致 ( “ ) 。 菌丝体布满 基 质
后呼吸下降的原因是 : 当菌丝体长满基物时其菌丝尖端停止 ( 或很少 ) 伸长和劳枝 , 即
己完成 了迅速生长期 , 因而幼龄菌丝减少 , 故呼叹能力显著下降。 本 研究表 明 , 构菌菌
丝只有幼嫩几菌丝尖端 , 亦即幼龄菌丝 ( l 一 3 天 ) 才有较强的呼吸能力。 也可熊与后
期培养温度伯低 ( 1迄一 1 5 ℃ ) 有关 。 ( 2 ) 从表 l 还可以看出 , 不沁菌株发茵期分解墓
物的能力明显不 同 , 以 F ,和 F Z分解基物乙馆旨力较强 , F S次之 , F 。 、 F 4 分解能力最弱 。
实验过程中观察到 F ,和 F : 子实体发生较晚 ( 在培养功天 以后才形成子实体原基 ) , 而
F
: 、
F 、 在培养 : : 天对就形成了子实体原墓 , F 。于 26 天左右发生子实体 。 这 一 结 果 表
明: 菌株分解基物附能力与其子实体发生的时间具有相关关系 。 我们在黑木耳 、 滑菇 、
香菇等菌株“ 研究中也发现了类似 冲情况 〕 几初期分解基钩强的茵株 ( 必绩是同种间不
冈菊株迸行 比较 ) 子实体形成里_时冲都较分解物能力弱的菌株晚 。 我们在用 滑 菇 、 香
菇 、 黑木耳 , 糙皮侧耳为实验菌株 、 采用了不同曲培养基进行比较研究时发现 : 同一菌
沫在不 ; l连培井料上生长时 , 分解基物的能力不同 , 子实体发生时间不 同 , 在有机质分解
较少介培养料上子买体发生较 一旱; 伙基物 中氮素含遥全偏高时 。 菌丝体生长旺盛 , 基物失
重较多 , 子实体发生较晚 。 这些现象说明 : 菌株的营养代谢强度即是菌株自身龄固有特
性 , }司以也受环境条件 ( 温度 、 湿度 , 基质物理结构和化学组织等 ) 的影响 , 并且其营
养代谢强度对其生殖生长发育也有一 定豹影响 , 尤其是对前体由营养生长过渡到生殖生
长 耳仃重要淤调拉作用 。 对于这 一具 j汀普遍性的规律的进一步搞清 , 对筛选优良菌株和
汁 泞: :参足沁菌权去优选最佳培养基和培养条件将是十分有用的 。
2
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2 木质纤维素的降解 : ( 1 ) ;女表 2 可见 : 为菌能够分解利用半纤维素和纤
维素 , 而木质素几乎不被降解 。 但在栽培条件下其纤维素和半纤维素的降解 量 是 较 低
的 。 其原因主要是与培养温度较低 ( 在菌丝体长满基质后便于 15 ℃培养 ) 朴构菌本身分
解 水听素热能力极弱有关 。 ( 2 ) , F : 菌株获、 例 ` 将表 2 中培养犯天时纤红二素 减 少 量
( :
. 补 ; ; 、 伙 卜半井 挤素诚少节,一 _ ( 。 . 8 3 9 ) 贝柱等于 2 . 61 ; , 而培养犯天期问 基 物 失 重 子丈
3 8 河北大学学报 ( 自然科学版 ) 1 9 8。年 第 2期
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麦鼓为营养源 ( 碳源和氮源 ) , 而木质纤维素动用的不多。 针对构菌这种营养代谢的特
点 , 在栽培时应注意选择木质素含量低的纤维废弃物为基物 , 并且适量的增加鼓皮或米
糠的含量 , 这将能提高构菌的子实体产量 。
2
.
2 酶活性的变化
测定在栽培过程中基物中的酶活性动态变化规律 , 对于深入 了解菌株生长发育过程
的生理化基础是十分必要的 。 本实验测定了 5 株构菌培养不同期 间 胞 外 “ C M C酶 ” 、
“
F P酶 ” X 。 s e 与 A 。 : e 的活性变化 , 结果 ( 见表 3 ) 表 明 : ( 1 ) 5 株构菌 在 生 长 发
育期间均向基物中释放 C M C酶 , F P 酶 、 X 。 : 。 和 A 。 ` 。 。 ( 2 ) C M C酶活 性 , X 。 : 。 活
性和 A 。 : 。 活性存在于整个生长周期。 ( 3 ) 培养初期 C M C酶 、 A 。 s 。 和 X 。 , 。 的 活 性
表 3 构菌培养期间几种胞外多糖分解酶的活性变化芳
培养时间 (天 )…8 } 1 3 { 1 8 ! 2 2 ’ } 2 8 ’ 1 3母 } 5 2 { 6 2 { 8。
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* 酶活单位见正文 “ 材料与方法 ” ; F : 、 F : 、 F 。 、 F 、 、 F 。系菌株代号 (见正文 ) 。
构菌营养生理的研究 书 39 ·
均较低 , 在培养到 18 一 20 天以后该三种酶 活明显升高 , 在子实体发育期为最高 。 ( 4 )
在培养后期 , 5 株构菌的 F P酶活性有较大差异 , F 。 、 , F 4 、 E S的 F P酶 活大 . _于 F , 和 F Z
菌株 。 ( 5 ) 构菌具有较高的淀粉酶 尸活性 , 并且存在于整个生长周期飞所以 淀粉 酶活
性存在于构菌最适培养基时是应重点考虑的因素 。
参 考 文 献
〔 1 〕 王玉万 , 徐文玉 , 微生物通报 19 8 7 , ( 2 ) , 8 1一 8 4
〔 2 〕 王玉万 , 徐文玉 , 东北师大学报 ( 自然科学版 ) 1 9 8 6 , ( 4 ) , 8 5一 9 1
〔 3 〕 王玉万 , 王 云 , 生态学杂志 1 9 8 8 , ( 4 ) , 1 4一 1 6
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p o l y s a e e h a r
.
T h e r e s u l t s i n d i e a t e d t h a t
:
I n e u l t u r e
,
F l a m m u l i n i a
v e l u t i p e s e a n d e e o ln P o s e e e l l u l o s e a n d s e m i e e l l u l o s e
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t e r i n t h e s u b s t r a t e
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T h e a b i l i t y 1 5 h i g h e r
,
t h e f o r m a t i o n o f 污 o r o p h o r e
1 5 l a t e r
.
F l a m m u l i n i a v e l u t p e s h a v e h i g h e r a e t i v i t y o f : : y l a n a s e
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y m e t h y l e e l l u l o s e a n d a m y l o s e
.
T h o s o t h r e e e n z y m e a e t i v i t y p r o s e n t
i n a l l g r o w w t h e i r e l
e
.
K e y w o r d s
:
F l
a m m u l i n a v e l u t i p e s
,
L i g n o e e l l u l o s e
,
H e m i e e l l u l a s e
,
a m y l a 、 e , C a r b o x y m e t h y l e e l l u l a s e .