朱學泰 景雪梅 王瑞雪 孔維寶 張愛梅 牛世全 武國凡
(1西北師范大學生命科學學院 甘肅蘭州 730070 2蘭州職業(yè)技術學院生物工程系 甘肅蘭州 730070)
裂褶菌(Schizophyllum communeFr.)是一種常見的食藥用真菌,其人工栽培技術已經(jīng)比較成熟。裂褶菌菌種易于保存,在栽培過程中對營養(yǎng)、溫度、濕度的要求不高,相較其他食用菌,其培養(yǎng)周期很短,16~20 d即可出菇,因此適合作為實驗教學的內(nèi)容。將裂褶菌人工栽培作為中職院校生物學實驗的內(nèi)容,不僅能夠增強學生的感性認識,掌握食用菌栽培的關鍵技術,還能增強學生的動手能力,提高學習興趣,培養(yǎng)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展意識。
裂褶菌又稱樹花、白參、八擔柴,隸屬于真菌界(Fungi),擔子菌門(Basidiomycota),傘菌綱(Agaricomycetes),傘菌目(Agaricales),裂褶菌科(Schizophyllaceae),裂褶菌屬(Schizophyllum)[1]。裂褶菌在實驗室20~25℃環(huán)境下生長良好,可以形成濃密質(zhì)韌的棉毛狀菌落,菌絲體呈白色絨毛狀,菌絲有間隔,有分支,具鎖狀聯(lián)合結(jié)構;形成的子實體小型,菌蓋表面被有絨毛,具有多數(shù)裂瓣,呈腎型或扇形,白至灰白色;菌褶窄,線狀,從基部輻射狀而出,白色或灰白色,沿邊緣反卷。菌肉白色,薄。菌柄短或無[2]。
裂褶菌是一種常見的木腐菌,春至秋季生于針葉樹和闊葉樹的枯腐木上,具有分解纖維素和木質(zhì)素的能力,使木質(zhì)部產(chǎn)生白色腐朽,在含有葡萄糖、蔗糖、淀粉、木質(zhì)素、纖維素、半纖維素的基質(zhì)上生長良好[3-5]。它是一種十分重要的食藥兼用真菌,所含有的裂褶菌多糖具有抗菌消炎、抗癌、保護心血管系統(tǒng)及祛痰等藥用價值,還能作為保濕劑添加在護膚品中[6-7]。
2.1 裂褶菌生長環(huán)境條件及栽培季節(jié)的選擇 裂褶菌是中高溫型真菌,菌絲生長溫度范圍為7~30℃,最適溫度為20~25℃,子實體形成溫度為14~20℃,孢子萌發(fā)最適溫度為21~26℃;菌絲培養(yǎng)基最適含水量60%~75%,菌絲生長階段相對濕度為70%~80%,子實體生長期濕度要求在85%~95%之間;菌絲生長最適pH為5~6,子實體生長最適pH為4~5[5,8]。其具體栽培時間應根據(jù)裂褶菌子實體對溫度的要求和當?shù)氐臍鉁刈兓?guī)律而定,可選擇在春、秋季培養(yǎng),在陰涼、通風、干燥、晝夜溫差較大的場所即可栽培。
2.2 實驗教學活動組織 中職院校一般以實踐技能的掌握為主要導向,為專業(yè)實驗課的開展提供了較好的條件。為了達到更好的實驗教學效果,實驗課前,根據(jù)實驗內(nèi)容,將班級成員按性別、成績等進行組合,人數(shù)一般4人一組,可根據(jù)實際情況調(diào)整。由1名組長負責小組的實驗操作、組織討論與交流;1名學生幫助教師準備實驗藥品和器材;1名記錄員負責記錄實驗現(xiàn)象和交流、討論的內(nèi)容,并給組員評分;1名紀律委員維持秩序。這樣可使學生各司其職,充分利用課堂有效時間,達到實驗課堂教學效果。此外,實驗操作過程中全組成員必須全部參與,大的步驟可以細分為若干小的步驟,每個小的步驟由1人或2人合作完成,具體實驗進程安排詳見下文。整個實驗操作過程中教師全程參與,對操作正確的學生給予表揚,對操作不當?shù)膶W生及時糾正。
2.3 實驗教學進程及安排
2.3.1 母種制作 從保存菌種的試管中挑取菌絲接種到PDA培養(yǎng)基平板進行活化,20~25℃恒溫培養(yǎng)7 d可長滿平板[9]。
2.3.2 液體栽培種制作 液體菌種培養(yǎng)基可采用PDB培養(yǎng)基,將活化的菌種接種到200 mL PDB培養(yǎng)基中,25℃、160 r/min條件下培養(yǎng)7 d,在低溫條件下貯藏備用[10]。
以上操作過程中1人負責準備實驗儀器及滅菌,1人負責制作平板,1人負責接種,1人負責實驗現(xiàn)象的觀察和記錄,接種到PDA培養(yǎng)基培養(yǎng)3 d后,每天觀察1次,一般4~5 d后出現(xiàn)白色茸毛狀菌落。
2.3.3 栽培瓶的制作及滅菌 裂褶菌人工栽培的原料較為廣泛,用各種農(nóng)作物秸稈、雜木屑、棉籽殼均可作為主料,輔以玉米面、麩皮、米糠等,再加適量磷肥、石膏粉即可培養(yǎng)[4]。配制原料時要粗細搭配,有利于菌絲生長過程中的通氣。為便于學生進行觀察,實驗室宜采用玻璃栽培瓶進行培養(yǎng)。栽培時采用棉籽殼培養(yǎng)基配方:棉籽殼83%、麩皮15%、糖1%、石膏粉1%、含水量60%[11]。裝瓶后于121℃下滅菌2 h。實驗過程中2人負責準備材料及拌料,裝袋時可全員參與,2人負責滅菌。滅菌結(jié)束時要注意待到鍋內(nèi)蒸汽壓降到零時方可打開滅菌鍋。
2.3.4 接種、培養(yǎng)、出菇管理及采收 培養(yǎng)基滅菌后冷卻至28℃以下,將液體菌種在無菌條件下接種1 mL于栽培瓶,這步可2人合作接種,1人擰蓋并標記,1人接種。然后置于25℃避光培養(yǎng),空氣相對濕度控制在60%~70%,約15 d菌絲即可長滿栽培瓶。待菌絲形成菌塊后,打開瓶口,給予散射光,增加空氣濕度至85%~95%,即可出菇,子實體迅速生長,待子實體充分長大,約4 d即可采收[12]。在此期間組員要輪流觀察出菇情況并拍照記錄,最后由總記錄員整理。有條件的班級由學生將采收的裂褶菌帶回家制成菜肴,共享勞動成果。
2.3.5 組織進行實驗結(jié)果分析與討論 實驗結(jié)束后,由教師組織學生進行專題討論,要求每個小組出具書面報告。討論主要集中在2個方面,一是裂褶菌栽培過程中以農(nóng)業(yè)廢棄物作為基料,對環(huán)境保護的重要作用;二是對實驗結(jié)果不甚理想的小組,由小組自身通過討論分析原因,并由其他小組提出意見和建議。最終由教師總結(jié)該實驗進行過程中的關鍵環(huán)節(jié)和注意事項。
3.1 實驗結(jié)果 裂褶菌在栽培過程中對營養(yǎng)、溫度、濕度的要求并不苛刻,一般實驗室均能達到。在實驗教學過程中學生只要嚴格按照教師的指導,注意關鍵環(huán)節(jié)的操作要點,都能得到較好的實驗結(jié)果(圖1)。本次實驗中,共分為12個小組,其中有9組得到了很好的實驗結(jié)果,裂褶菌出菇良好。有2組栽培瓶被霉菌污染導致實驗失敗,還有1組出現(xiàn)了原基停止分化或分化畸形的現(xiàn)象(圖2)。
圖1 裂褶菌正常分化與出菇照片
圖2 裂褶菌分化畸形照片
3.2 實驗注意事項分析 無菌操作是裂褶菌栽培過程中的關鍵因素,一些學生對無菌操作的重要性認識不到位,或者對無菌操作的具體操作過程不熟悉,致使無菌操作失敗,導致栽培瓶被霉菌污染。在今后的實驗教學過程中,應在無菌操作的重要性及操作流程、注意事項等方面進一步加強。
出菇管理過程中發(fā)生溫度過高、栽培環(huán)境通風不夠、用水不當、菌種老化等問題,都會引起原基不分化或分化畸形的現(xiàn)象。在本實驗中,通過分析和討論,學生找出原基分化畸形的主要原因:在幼菇生長期間,為保持濕度,學生直接向菇體噴水且此時栽培箱通氣不良,菇體上的水分不能及時揮發(fā),而在菇體表面形成水膜,使幼菇漬死或停止生長。通過查閱資料,學生找到了相應的解決方法:噴水時不能直接將水噴在菇體上,應向地面及空間噴水,而且要注意噴水時開窗通風。
目前中職學生學習積極性不高的現(xiàn)象比較突出,主要表現(xiàn)為:對學習任務消極應付;上課不專心,身在課堂心在外;文化課學不進去,專業(yè)課又不愛學;沉迷于游戲等[13-14]。通過裂褶菌栽培實驗的開展,中職學生能在以下幾方面有所收獲:
1)知識方面。學生通過實踐,對食用菌相關知識產(chǎn)生了濃厚的興趣,進一步掌握了食用菌栽培的原理、栽培過程、操作步驟及關鍵環(huán)節(jié)和注意事項,能解釋栽培過程中各種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,對栽培結(jié)果進行分析討論,找出解決問題的方法。
2)技能方面。學生學會了高壓蒸汽滅菌鍋、超凈工作臺等實驗儀器設備的使用,掌握了制備培養(yǎng)基平板和栽培瓶的方法,增強了觀察記錄實驗現(xiàn)象、分析實驗結(jié)果的能力。
3)情感態(tài)度價值觀方面。學生品嘗由自己栽培的裂褶菌所制成的菜肴,體會到勞動帶來的樂趣和成就感。
4)環(huán)保意識培養(yǎng)方面。本實驗中,裂褶菌可以利用農(nóng)林牧業(yè)產(chǎn)生的廢料作為主要基料進行栽培,子實體采收后剩余的菌糠又可成為農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)有機肥料,在有機農(nóng)業(yè)生態(tài)鏈的物質(zhì)和能量循環(huán)中起到非常重要的作用。通過教師的指導和學生自己的操作及通過討論裂褶菌栽培基料中農(nóng)產(chǎn)品廢棄物的利用,學生能夠意識到環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的必要性和可行性,從而形成正確的環(huán)境保護意識和行為,理解人與自然和諧發(fā)展的意義,并在未來的工作中影響更多人,進而提高整個社會的環(huán)境保護意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。