李夢(mèng)桐,張相鋒, 焦子偉

(伊犁師范大學(xué)微生物資源保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/伊犁師范大學(xué)生物與地理科學(xué)學(xué)院,新疆伊寧 835000)

0 引 言

【研究意義】羊肚菌(Morchella)是珍稀藥用菌[1]。羊肚菌營(yíng)養(yǎng)成分豐富,藥用價(jià)值高,含有豐富的氨基酸、多糖、蛋白質(zhì),多種維生素,以及高含量的鐵、鋅,多種礦質(zhì)元素和脯氨酸類似物[2]。硒是對(duì)人體與動(dòng)物健康不可或缺的微量金屬元素[3-6]。富硒羊肚菌可同時(shí)具備硒與羊肚菌的生物活性,具有較高的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。研究開(kāi)發(fā)富硒羊肚菌對(duì)提高羊肚菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】人工合成和生物轉(zhuǎn)化是目前已知的兩種有效富硒手段,生物轉(zhuǎn)化主要是通過(guò)動(dòng)物、植物、微生物轉(zhuǎn)化無(wú)機(jī)硒用作生產(chǎn)有機(jī)硒[7]。以食用菌作為富硒載體,將無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒,目前我國(guó)已培育出富硒靈芝、富硒金針菇、富硒黑木耳和富硒蛹蟲(chóng)草等產(chǎn)品[8-12]。在羊肚菌人工栽培方面,使用的優(yōu)質(zhì)菌種主要由野生菌株的分離培養(yǎng)與人工馴化栽培提供[13]。國(guó)內(nèi)外已馴化出菇的羊肚菌屬物種有9種,我國(guó)主栽品種屬于黑色羊肚菌支系,以梯棱羊肚菌(M.importuna)和六妹羊肚菌(M.sextelata)為主[14]。培養(yǎng)基配方的篩選很重要,羊肚菌的生長(zhǎng)需要碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子及水等。劉偉等[15]篩選出適合優(yōu)良羊肚菌菌株生長(zhǎng)的栽培種培養(yǎng)基的配方和外源營(yíng)養(yǎng)袋配方。全國(guó)羊肚菌栽培面積由2011年的67 hm2增長(zhǎng)至2022年的9 333 hm2,其栽培面積呈現(xiàn)出急劇上升態(tài)勢(shì)[16]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】由于不同的硒濃度會(huì)對(duì)羊肚菌子實(shí)體的生長(zhǎng)及農(nóng)藝性狀影響不同,羊肚菌具有良好的富硒能力,但在市場(chǎng)上富硒羊肚菌產(chǎn)品極少,且相關(guān)研究鮮有報(bào)道,需研究不同硒濃度對(duì)羊肚菌子實(shí)體的影響。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以Na2SeO3作為外源硒,六妹羊肚菌作為富硒載體,采用不同硒濃度對(duì)六妹羊肚菌進(jìn)行人工栽培,研究添加亞硒酸鈉作為外源硒,分析不同硒濃度處理對(duì)羊肚菌的產(chǎn)量(濕重、干重、折干率)和農(nóng)藝性狀(子實(shí)體總長(zhǎng)度、菌蓋長(zhǎng)度、菌蓋周長(zhǎng)、菌柄長(zhǎng)度、菌柄周長(zhǎng))等的影響,掌握最適富硒栽培濃度范圍,為大面積人工栽培富硒羊肚菌提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 供試菌株

試驗(yàn)在新疆伊犁哈薩克自治州農(nóng)科所溫室栽培基地進(jìn)行。研究以六妹羊肚菌為富硒載體,添加亞硒酸鈉作為外源硒,在新疆伊犁進(jìn)行富硒羊肚菌的人工栽培,通過(guò)控制施加水中亞硒酸鈉的含量,研究不同硒濃度對(duì)羊肚菌產(chǎn)量的影響和對(duì)羊肚菌子實(shí)體農(nóng)藝性狀的影響。六妹羊肚菌(Morchellasextelata)菌種(四川菌益儂農(nóng)業(yè)有限公司)。

1.1.2 供試培養(yǎng)基

培養(yǎng)基參照劉偉等[15]配制。

羊肚菌栽培種培養(yǎng)基:木屑 57%,小麥 30%,腐殖土 10%,石灰 1%、石膏 2%。

外源營(yíng)養(yǎng)袋:小麥 30%,棉籽殼 62%,腐殖土 5%,拌料時(shí)加入石灰 1%、石膏 2%,0.1% KH2PO4,pH 自然。

1.2 方 法

1.2.1 硒濃度

設(shè)置4個(gè)處理,即1個(gè)對(duì)照組(硒濃度為0 mg/L),3個(gè)試驗(yàn)組(純硒濃度分別為10、20、40 mg/L)。

1.2.2 栽培種制備

按照培養(yǎng)基配方,將小麥和木屑放入桶中加水浸泡24 h,待充分吸水后,將小麥與木屑撈出,濾干至用力握住,手掌濕潤(rùn),但不滴水,與腐殖土,石灰和石膏充分混勻后,人工裝入培養(yǎng)瓶中,常壓滅菌12 h,待冷卻后,在超凈工作臺(tái)中接入菌種,放至培養(yǎng)室室溫20℃,培養(yǎng)10 d至培養(yǎng)瓶中長(zhǎng)滿白色菌絲。

按照外源營(yíng)養(yǎng)袋配方,將小麥浸泡24 h后撈出瀝干,向成堆的棉籽殼中灑水充分吸水,標(biāo)準(zhǔn)為用力握住棉籽殼,手掌濕潤(rùn),但不滴水即可,并與腐殖土、石灰、石膏和KH2PO4拌勻后,人工裝入菌種袋,采用采用常壓滅菌12 h。

1.2.3 人工栽培

羊肚菌的人工栽培參考喬俊等[17]方法,并按照栽培地點(diǎn)的條件和試驗(yàn)設(shè)置進(jìn)行修改。根據(jù)栽培地的氣候條件,選擇在日平均溫度可達(dá)到10～18℃的3～4月播種。選用溫室大棚栽培,用遮光率95%的遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋?；鲜褂盟槟拘?菌種均勻地撒播在鋪好基料的溝內(nèi),覆土,整平。將播種好的試驗(yàn)田分為大小相等的4塊,播種3 d后,在水中按照設(shè)計(jì)好的濃度加入亞硒酸鈉,分別對(duì)試驗(yàn)田澆水,土壤耕層20 cm以上要澆透水,之后根據(jù)土壤的濕潤(rùn)情況灑水(不同硒濃度),保持土壤濕潤(rùn)。播種后7～15 d,在播種溝面上擺放外源營(yíng)養(yǎng)袋,直至出菇前移走外源營(yíng)養(yǎng)袋。

子實(shí)體出土后一般在7～10 d后生長(zhǎng)成熟,當(dāng)羊肚菌子實(shí)體上蜂窩狀凹陷部分基本展開(kāi),頂部開(kāi)始變黃時(shí)即可采收。羊肚菌的采收標(biāo)準(zhǔn)一般為無(wú)論子實(shí)體個(gè)頭大小,主要從色澤和形態(tài)上區(qū)分,當(dāng)色澤由深灰色變?yōu)闇\灰色或褐黃色,菌蓋網(wǎng)眼充分張開(kāi),由硬變軟,子實(shí)體生長(zhǎng)成熟。采收時(shí),用小刀從子實(shí)體基部齊土面將羊肚菌割下,清除基部泥土。

1.2.4 羊肚菌子實(shí)體生物量的測(cè)定

(1)羊肚菌濕重:收取將采收后的羊肚菌稱重,計(jì)算每m2羊肚菌子實(shí)體的質(zhì)量,求均值。(2)羊肚菌干重:將新鮮羊肚菌子實(shí)體自然陰干,稱量子實(shí)體的重量,計(jì)算每m2羊肚菌的質(zhì)量,并求平均值。(3)折干率=羊肚菌子實(shí)體干重/羊肚菌子實(shí)體濕重×100。(4)單株平均干重:用天平分別稱量30株自然陰干的子實(shí)體的質(zhì)量,記錄后,取平均值。(5)羊肚菌總長(zhǎng)度:用游標(biāo)卡尺分別準(zhǔn)確測(cè)量30株羊肚菌的菌蓋長(zhǎng),并取其平均值。(6)菌蓋長(zhǎng)度:用游標(biāo)卡尺分別準(zhǔn)確測(cè)量30株羊肚菌的菌蓋長(zhǎng)度,并取其平均值。(7)菌蓋周長(zhǎng):用游標(biāo)卡尺分別準(zhǔn)確測(cè)量30株羊肚菌的菌蓋直徑,再計(jì)算出其周長(zhǎng),并取其平均值。(8)菌柄長(zhǎng)度:用游標(biāo)卡尺分別準(zhǔn)確測(cè)量30株羊肚菌的菌柄長(zhǎng)度,并取其平均值。(9)菌柄周長(zhǎng):用游標(biāo)卡尺分別準(zhǔn)確測(cè)量30株羊肚菌的菌柄直徑,算出周長(zhǎng),取其平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用軟件SPSS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析(ANOVA)、用軟件EXCEL對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理、用軟件ORIGIN制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同硒濃度處理對(duì)羊肚菌產(chǎn)量的影響

研究表明,在4個(gè)處理中,處理2與對(duì)照差異顯著(P<0.05),其他處理均與對(duì)照組差異不顯著(P>0.05),其中處理2的濕重質(zhì)量最大,為221.329 g/m2,處理3的濕重質(zhì)量最小,為175.735 g/m2,濕重由大到小順序?yàn)樘幚?>處理1>CK>處理3。濕重最大的處理2比最小的處理3增加了25.94%,比對(duì)照增加了22.14%。干重的由大大小排序與濕重相同,處理2>處理1>CK>處理3,處理2的干重最大,為31.659 g/m2,處理3干重最小,為23.932 g/m2,處理2干重比處理3增加了32.29%,比對(duì)照增加了15.32%。處理2與對(duì)照差異顯著(P<0.05),處理1與對(duì)照差異不顯著(P>0.05),處理3與其他組均差異顯著(P<0.05)。處理1的折干率最大為15.646%,處理3的折干率最小為13.618%。對(duì)照組的濕重與干重的比為6.6∶1,處理1的濕重與干重的比為6.4∶1,處理2的濕重與干重的比為7∶1,處理3的濕重與干重的比為7.3∶1,其中處理1的含水量最低,處理3的含水量最高。硒濃度為20 mg/L時(shí),收獲的羊肚菌的濕重與干重均為最大,硒濃度為10 mg/L時(shí),折干率最大,硒濃度為40 mg/L時(shí)產(chǎn)量及折干率均為最小。表1

表1 不同硒濃度下羊肚菌產(chǎn)量變化

2.2 不同濃度處理對(duì)羊肚菌單株干重的影響

研究表明,4個(gè)處理中,處理2的單株干重最大,為2.729 g,處理3單株干重最小,為2.248 g,4個(gè)處理的子實(shí)體平均干重依次為處理2>處理1>CK>處理3。處理1與對(duì)照差異顯著(P<0.05),與處理2差異不顯著(P>0.05),處理2、處理3與對(duì)照差異不顯著(P>0.05)。硒濃度10～20 mg/L時(shí),羊肚菌平均單株干重均大于硒濃度為0時(shí)。表2

表2 不同硒濃度下子實(shí)體單株干重變化

2.3 不同硒處理對(duì)羊肚菌子實(shí)體農(nóng)藝性狀影響

研究表明,羊肚菌子實(shí)體的整體長(zhǎng)度,在4個(gè)濃度處理中,處理1、處理2、處理3與對(duì)照相比均差異不顯著(P>0.05),其中處理2的羊肚菌子實(shí)體平均長(zhǎng)度最長(zhǎng),為8.48 cm,處理3的羊肚菌平均長(zhǎng)度最短,為8.00 cm,4個(gè)濃度處理子實(shí)體總長(zhǎng)度依次為處理2>CK>處理1>處理3。菌蓋平均長(zhǎng)度處理1、處理2、處理3與對(duì)照相比均差異不顯著(P>0.05),子實(shí)體菌蓋長(zhǎng)度CK平均最長(zhǎng)為5.39 cm,處理1平均最短為4.89 cm,4個(gè)濃度處理子實(shí)體菌蓋平均長(zhǎng)度依次為CK>處理2>處理3>處理1。菌柄平均長(zhǎng)度處理1、處理2、處理3與對(duì)照相比均差異不顯著(P>0.05),子實(shí)體菌柄長(zhǎng)度處理1最長(zhǎng)為3.24 cm,處理3最短為2.74 cm,4個(gè)濃度處理子實(shí)體菌柄平均長(zhǎng)度依次為處理1>處理2>CK>處理3。4個(gè)濃度處理菌蓋與菌柄長(zhǎng)度的比值分別依次為131∶70、83∶55、22∶13、48∶25,比值大小依次為處理3>CK>處理2>處理1。菌蓋周長(zhǎng)處理1與對(duì)照組差異顯著(P<0.05),處理2和處理3與對(duì)照組差異不顯著(P>0.05),處理1菌蓋平均周長(zhǎng)最長(zhǎng)為10.24 cm,處理3最短為7.87 cm,處理1菌蓋周長(zhǎng)比處理3增加了30.11%,比對(duì)照增加了24.73%,4個(gè)濃度處理子實(shí)體菌蓋平均周長(zhǎng)依次為處理1>處理2>CK>處理3。通過(guò)對(duì)比菌柄平均周長(zhǎng),處理1和處理2與對(duì)照差異不顯著(P>0.05),處理3與對(duì)照差異顯著(P<0.05),其中CK最長(zhǎng)為5.18 cm,處理3最短為4.69 cm,CK菌柄平均周長(zhǎng)比處理3增加了10.45%。4個(gè)濃度處理子實(shí)體菌柄平均周長(zhǎng)依次為CK>處理1>處理2>處理3。硒濃度為0時(shí),菌蓋平均長(zhǎng)度與菌柄平均周長(zhǎng)為最長(zhǎng);硒濃度為10 mg/L時(shí),菌柄平均長(zhǎng)度與菌蓋平均周長(zhǎng)均為最長(zhǎng);硒濃度20 mg/L時(shí),子實(shí)體總長(zhǎng)度最長(zhǎng);硒濃度為40 mg/L時(shí),硒濃度對(duì)羊肚菌子實(shí)體的生長(zhǎng)有抑制作用。表3

表3 不同硒濃度下羊肚菌農(nóng)藝性狀變化

2.4 不同硒濃度處理對(duì)羊肚菌子實(shí)體的影響的綜合評(píng)價(jià)

研究表明,前3個(gè)主成分對(duì)應(yīng)特征值均大于1,3個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率約為100%,基本反映了所有變量的初始信息,故選取前3個(gè)主成分,反映不同硒濃度下羊肚菌的品質(zhì)及農(nóng)藝性狀的大部分信息,其中PC1方差貢獻(xiàn)率為53.257%,PC2方差貢獻(xiàn)率為29.081%,PC3方差貢獻(xiàn)率為17.663%。表4

表4 主成分特征值和方差貢獻(xiàn)率

PC1中載荷絕對(duì)值超過(guò)0.9的有菌柄長(zhǎng)度、菌蓋菌柄長(zhǎng)度比,其中菌柄長(zhǎng)度與PC1高度正相關(guān),菌蓋菌柄長(zhǎng)度比與PC1高度負(fù)相關(guān),PC1載荷較高的有菌蓋直徑(菌蓋周長(zhǎng))、干重、折干率等。PC2中載荷較高的有總長(zhǎng)、濕重、單株干重、菌蓋長(zhǎng)度,幾項(xiàng)指標(biāo)的影響都是正向的。PC3中菌柄直徑(菌柄周長(zhǎng))載荷值較大,為0.780。表5

PC1的得分依次為處理1>處理2>CK>處理3;PC2的得分依次為處理2>CK>處理3>處理1。圖1

注:得分見(jiàn)下 X 軸和左 Y 軸

利用PCA 分析得到的F1、F2、F33個(gè)新的綜合指標(biāo),3個(gè)主成分線性關(guān)系為:

F1=0.184X1+0.349X2-0.234X3+0.384X4+…+0.318X10+0.312X11+0.206X12.

F2=0.444X1-0.211X2+0.342X3+0.059X4+…+0.315X10-0.239X11+0.431X12.

F3=0.210X1-0.177X2+0.339X3-0.142X4+…+0.049X10+0.289X11-0.195X12.

綜合評(píng)分函數(shù)為F=0.533F1+0.291F2+0.177F3。

處理2的綜合得分在4組中最高,為1.262,處理3的綜合得分為4組中最低,為-2.072,綜合得分排名1、2、3、4的依次為處理2、處理1、CK、處理3。在處理2的硒濃度下栽培的羊肚菌子實(shí)體的各項(xiàng)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)得分最高,為最佳濃度。表6

表6 不同硒濃度組分得分和綜合評(píng)價(jià)

3 討 論

3.1向剛等[18]和劉福陽(yáng)等[19]進(jìn)行羊肚菌人工栽培得出的結(jié)果與研究中的產(chǎn)量有差異,造成結(jié)果不一致的原因可能為:菌株不同、播種方式不同、培養(yǎng)料配方不同和新疆獨(dú)特的氣候條件與地理環(huán)境等因素,向剛等[18]、劉福陽(yáng)等[19]、程遠(yuǎn)輝等[20]和李素玲等[21]的研究有對(duì)上述因素進(jìn)行分析論證,研究結(jié)果表明,硒濃度為20 mg/L時(shí),收獲的子實(shí)體的濕重最大,為221.329 g/m2,自然風(fēng)干后的干重也最大,為31.659 g/m2。陳德明等[22]進(jìn)行富硒金針菇研究和徐聯(lián)鵬等[23]對(duì)富硒秀珍菇的研究中,都添加亞硒酸鈉作為硒源,研究結(jié)果表明添加低濃度的外源硒可以在一定程度上增加子實(shí)體的產(chǎn)量,與研究結(jié)果一致,適量添加外源硒還可能增加其他食用菌子實(shí)體的產(chǎn)量,具體硒添加量還待進(jìn)一步研究。

3.2劉福陽(yáng)等[19]在對(duì)羊肚菌的栽培研究中對(duì)子實(shí)體形狀、菌蓋與菌柄長(zhǎng)度比和單朵質(zhì)量等方面對(duì)羊肚菌的農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析,研究結(jié)果表明,不同菌株和不同土壤都會(huì)對(duì)其造成影響。研究結(jié)果表明,硒濃度為10 mg/L的含水量最低,40 mg/L的含水量最高;硒濃度20 mg/L的單株干重最大,為2.729g,且與對(duì)照差異顯著(P<0.05);硒濃度20 mg/L的子實(shí)體平均高度最高,硒濃度40 mg/L的子實(shí)體平均長(zhǎng)度最短;羊肚菌菌蓋高度依次為0 mg/L>20 mg/L>40 mg/L>10 mg/L;羊肚菌菌柄高度依次為10 mg/L>20 mg/L>0 mg/L>40 mg/L;菌蓋與菌柄長(zhǎng)度的比值分別依次為40 mg/L>0 mg/L>20 mg/L>10 mg/L。菌蓋周長(zhǎng)在硒濃度為10 mg/L時(shí)最長(zhǎng);菌柄周長(zhǎng)在硒濃度0 mg/L時(shí)最長(zhǎng),硒濃度40 mg/L時(shí)最短。在人工栽培羊肚菌時(shí)添加外源硒,不同的硒濃度同樣會(huì)影響羊肚菌的農(nóng)藝性狀。

3.3對(duì)不同硒處理下羊肚菌子實(shí)體的影響進(jìn)行PCA綜合評(píng)價(jià),選取主成分對(duì)應(yīng)特征值大于1的3個(gè)主成分,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率約為100%,其中PC1方差貢獻(xiàn)率為53.257%,PC2方差貢獻(xiàn)率為29.081%,PC3方差貢獻(xiàn)率為17.663%。PC1中載荷絕對(duì)值超過(guò)0.9的菌柄長(zhǎng)度與PC1高度正相關(guān),菌蓋菌柄長(zhǎng)度比與PC1高度負(fù)相關(guān),PC1載荷較高的有菌蓋直徑(菌蓋周長(zhǎng))、干重、折干率等。PC2中載荷較高的有總長(zhǎng)、濕重、單株干重、菌蓋長(zhǎng)度,幾項(xiàng)指標(biāo)的影響都是正向的。PC3中菌柄直徑(菌柄周長(zhǎng))載荷值較大,為0.780。分析得到F1、F2、F3這3個(gè)新的綜合指標(biāo),作出綜合評(píng)價(jià),綜合評(píng)分函數(shù)為F=0.533F1+0.291F2+0.177F3。

3.4羊肚菌栽培屬于仿生態(tài)栽培,容易受到自然天氣變化的影響[24],研究在同等土壤和環(huán)境因素的影響下,添加亞硒酸鈉作為外源硒對(duì)羊肚菌進(jìn)行富硒培養(yǎng),在一定濃度范圍下可以增加產(chǎn)量,并在一定程度上改變了羊肚菌子實(shí)體的農(nóng)藝性狀,對(duì)提高羊肚菌的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有一定作用,后續(xù)研究中還可以進(jìn)一步研究在羊肚菌人工栽培中添加亞硒酸鈉對(duì)羊肚菌的抗逆性的影響。

4 結(jié) 論

添加亞硒酸鈉為外源硒,人工栽培六妹羊肚菌,當(dāng)硒濃度為0時(shí),菌蓋長(zhǎng)度與菌柄周長(zhǎng)最長(zhǎng);當(dāng)硒濃度為10 mg/L時(shí),菌柄周長(zhǎng)與菌蓋長(zhǎng)度最長(zhǎng),對(duì)羊肚菌的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用;當(dāng)硒濃度為20 mg/L時(shí),羊肚菌產(chǎn)量、子實(shí)體單株干重及子實(shí)體總長(zhǎng)度最大,對(duì)羊肚菌的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用;當(dāng)硒濃度為40 mg/L時(shí),硒濃度抑制羊肚菌子實(shí)體的生長(zhǎng)。硒濃度20 mg/L下栽培的羊肚菌子實(shí)體的各項(xiàng)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)得分最高,為最佳濃度。